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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE CIÊNCIAS E EDUCAÇÃO MATEMÁTICA FELIPE DE LIMA ALMEIDA LEGO ® EDUCATION: UM RECURSO DIDÁTICO PARA O ENSINO E APRENDIZAGEM SOBRE OS ARTRÓPODES QUELICERADOS CMPINA GRANDE PB 2016

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA

PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE CIÊNCIAS E EDUCAÇÃO

MATEMÁTICA

FELIPE DE LIMA ALMEIDA

LEGO® EDUCATION: UM RECURSO DIDÁTICO PARA O ENSINO E

APRENDIZAGEM SOBRE OS ARTRÓPODES QUELICERADOS

CMPINA GRANDE – PB

2016

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FELIPE DE LIMA ALMEIDA

LEGO® EDUCATION: UM RECURSO DIDÁTICO PARA O ENSINO E

APRENDIZAGEM SOBRE OS ARTRÓPODES QUELICERADOS

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-

graduação em Ensino de Ciências e Educação

Matemática do Centro de Ciências e Tecnologia da

Universidade Estadual da Paraíba, como requisito

para obtenção do título de Mestre em Ensino de

Ciências e Matemática.

Área de Concentração: Ensino de Biologia

Linha de Pesquisa: Cultura Científica, Tecnologia,

Informação e Comunicação.

Orientadora: Profª. Drª. Filomena Maria Gonçalves

da Silva Cordeiro Moita

CMPINA GRANDE – PB

2016

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Dedico este trabalho a minha mãe Vanusa,

ao meu pai Luís Carlos, a minha irmã Ívina e

ao meu sobrinho Luís Carlos Neto, aos

familiares, aos meus amigos, a minha

querida orientadora Filomena Moita, aos

meus alunos e a todos aqueles que

contribuíram para sua realização.

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AGRADECIMENTOS

Ao meu Deus, o autor da vida, que concretizou esse grande sonho. Obrigado

Senhor pela tua fidelidade e por ter me concebido sabedoria para trilhar esse

caminho.

À minha primeira professora, ‘Tia Margarete’, por ter me ensinado a escrever as

primeiras frases.

À minha professora da antiga quarta série Valberlene, que sem perceber despertou

em mim o desejo e curiosidade pela Ciência.

À minha eterna diretora Eliete do Bú, que com sua autoridade foi uma das

responsáveis para que eu não me perdesse no meio do caminho, como vi acontecer

com tantos colegas na Escola Santo Antônio. Meu eterno obrigado.

À minha prima Valdênia Ataíde, que em tardes de brincadeiras me fez admirar a

profissão docente. Obrigado prima, você faz parte desta conquista.

Aos professores que me acompanharam durante o ensino fundamental e médio, e

despertaram em mim a paixão pela Biologia.

À minha orientadora Dra. Filomena Maria Gonçalves da Silva Cordeiro Moita, que

me acolheu de maneira grandiosa e sempre esteve pronta para me ajudar e ensinar

através dos seus exemplos como ser um bom profissional. Muito obrigado por me

proporcionar uma expansão de conhecimentos sobre tecnologia da informação e

comunicação durante todo o período de orientação. A senhora é uma referência

para todos nós estudantes.

Aos professores do Mestrado em Ensino de Ciências e Educação Matemática que

contribuíram para a minha formação.

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Aos meus amigos de mestrado pela companhia ao longo dos dois anos de estudos,

em especial aos da área de concentração em Ensino de Biologia: Claudia Niedes,

Maria Simone, Raíssa, Lya Rodrigues, Jucilene, Rennan e Macilene.

Aos demais amigos Fabrício Cavalcante, Célia Neyara, Rayssa Alves, Luana

Priscilla, Pedro Aleixo, Eveline Sousa e Edilene pela excelente companhia no

decorrer da minha vida acadêmica, vocês são muito especiais para mim.

Aos meus pais Luís Carlos e Vanusa, que não mediram esforços para que eu

chegasse até esta etapa da minha vida. Obrigado por me apoiar e me fazer o ser

humano que hoje sou. Eu amo vocês!

À minha avó Maria das Neves Ataíde de Lima, minhas tias Vera, Tânia e Dalvanira,

e meus primos pela torcida de sempre.

À minha irmã do coração Ericka Souza e meu irmão do coração Josivan Marques

pelas orações.

Aos meus padrinhos/tios Maria do Socorro de Lima Farias e Joelson Medeiros que

junto com seus filhos e meus primos Júnior, Diego e Victor, me acolheram

semanalmente na sua residência contribuindo assim para a execução dessa

pesquisa.

Ao local que permitiu o desenvolvimento desta pesquisa, e aos docentes e discentes

que colaboraram para a execução do trabalho.

A todos vocês que de alguma forma colaboraram para esta conquista, minha eterna

gratidão!

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“Mais importante do que saber é aprender

como usar esse saber.”

Reuven Feuerstein

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RESUMO

A robótica como uma ferramenta inovadora no ensino de Biologia tem possibilitado aos alunos assimilarem conceitos e solucionarem desafios, além de proporcionar o protagonismo no processo de ensino e aprendizagem. Nesta perspectiva, o objetivo desta investigação é analisar a lego robótica como recurso inovador ancorado na Lego® Education para a aprendizagem do Filo Arthropoda a partir da construção de um Scorpion Digital mediante uma situação-problema. Com base nas contribuições de Seymour Papert e da Experiência de Aprendizagem Mediada - EAM de Reuven Feuerstein, destacamos as contribuições da utilização desta ferramenta para o ensino de Biologia. A pesquisa exploratória descritiva foi realizada no período de setembro a outubro de 2015, e teve como sujeitos oitenta e três alunos regularmente matriculados na segunda série do ensino médio de uma escola privada na cidade de João Pessoa, Paraíba. Como instrumento de coleta de dados foi utilizado gravações de áudio e aplicação de questionário com questões objetivas e subjetivas. Os dados coletados neste processo foram analisados a partir das sete categorias de mediação previamente selecionadas. Os resultados obtidos nos revelam que a abordagem dos artrópodes a partir da construção de robôs contribui para a melhoria da prática educativa como também para um melhor desempenho dos estudantes nas aulas de Biologia. Como produto educacional, elaboramos um fascículo para auxiliar docentes da área e de Ciências que pretendem utilizar a ferramenta para aplicação em sala de aula. Este material foi estruturado a partir de cinco passos: introdução do problema, compreensão do problema, idealização de um plano, organização e montagem, e sistematização do conhecimento. Com isso, oferecemos ao professor mediador uma alternativa de tornar as aulas mais dinâmicas e interessantes, e ao aluno mediado a oportunidade de atuar como personagem principal na construção do conhecimento, através da reflexão e resolução dos desafios propostos. A utilização do modelo de aprendizagem utilizada neste trabalho nos fez perceber que o processo educativo não se resume apenas a um conjunto de etapas, mas sim à articulação de conhecimentos necessários para uma transformação no ambiente escolar. Palavras-chave: Lego® Education. Processo de ensino e aprendizagem. Artrópodes

quelicerados.

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ABSTRACT

Robotics as an innovative tool in the teaching of biology has enabled students to assimilate concepts and solve challenges, in addition to providing the leading role in the process of teaching and learning. In this perspective, the objective of this research is to analyze the robotic lego as innovative feature anchored in Lego® Education for learning Filo Arthropoda from the construction of a Digital Scorpion by a problem situation. Based on the contributions of Seymour Papert and Mediated Learning Experience - MLE Reuven Feuerstein highlight the contributions of the use of this tool for teaching biology. The descriptive exploratory survey was conducted from September to October 2015 and had as subjects eighty-three students enrolled in the second year of high school at a private school in the city of João Pessoa, Paraíba. Data collection instrument was used audio recordings and a questionnaire with objective and subjective questions. The data collected in this process were analyzed from seven categories of previously selected mediation. The results reveal that the approach of arthropods from the robot construction contributes to the improvement of educational practice as well as for better performance of students in biology classes. As an educational product, we developed a booklet to assist teachers in the area and Sciences that want to use the tool to use in the classroom. This material was structured from five steps: introduction of the problem, understanding of the problem, design a plan, organization and assembly, and systematization of knowledge. Thus, we offer the teacher an alternative mediator to make the classes more dynamic and interesting, and the student mediated the opportunity to act as a main character in the construction of knowledge through reflection and resolution of proposed challenges. The use of the learning model used in this study made us realize that the educational process is not just a set of steps, but the articulation of knowledge necessary for a transformation in the school environment. Keywords: Lego® Education. Teaching and learning. Arthropods chelicerae.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 01 – Abordagem instrucionista de ensino ................................................... 27

Figura 02 – Ações realizadas na interação com o computador .............................. 29

Figura 03 – Trabalho em equipe para as séries finais e para o ensino médio ...... 37

Figura 04 – Modelo de Experiência de Aprendizagem Mediada ............................ 40

Figura 05 – Relação entre os tagmas da cabeça, do tórax e do abdome de um

inseto adulto e os metâmeros da larva, a partir dos quais eles se originam ...........

54

Figura 06 – Morfologia externa de um escorpião ................................................... 56

Figura 07 – História em quadrinhos para introdução ao problema ........................ 59

Figura 08 – Kit LEGO® MINDSTORMS® EDUCATION base set ………………… 61

Figura 09 – Kit LEGO® MINDSTORMS® EDUCATION resource set ……………. 61

Figura 10 – LEGO® MINDSTORMS® EDUCATION nxt software v.2.1 …………. 62

Figura 11 – Protótipo do Scorpion Digital .............................................................. 62

Figura 12 – Categorias utilizadas para análise dos dados ..................................... 63

Figura 13 – Experiência de trabalho em grupo com a programação do Scorpion

Digital ......................................................................................................................

70

Figura 14 – Teste do desempenho da programação do Scorpion Digital ............. 72

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LISTA DE QUADROS

Quadro 01 – Os doze critérios de mediação de Reuven Feuerstein ..................... 41

Quadro 02 – Classes dos artrópodes e suas características ................................ 55

Quadro 03 – Repostas sobre os aspectos essenciais para melhoria nas aulas

de Biologia ..............................................................................................................

65

Quadro 04 – Respostas aos questionamentos que proporcionam à mediação do

significado ...............................................................................................................

67

Quadro 05 – Argumentação dos apresentadores/líderes na apresentação do

desafio na busca pelo novo e complexo ................................................................

73

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LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 01 – Competências desenvolvidas a partir da intencionalidade/

reciprocidade na situação-problema ......................................................................

67

Gráfico 02 – Conceitos assimilados na categoria de transcendência ................... 68

Gráfico 03 – Atitudes e habilidades intelectuais que levam ao sentimento de

competência ...........................................................................................................

70

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LISTA DE SIGLAS

CAI – Computer Assisted Instruction

CAT – Centro de Atividades

CNI – Confederação Nacional das Indústrias

EAM – Experiência de Aprendizagem Mediada

FLL – First Lego League

MIT – Massachusetts Institute of Tecnology

PCN – Parâmetros Curriculares Nacionais

PIBID – Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência

RE – Robótica Educacional

TIC – Tecnologia da Informação e Comunicação

TPE – Teoria da Prática Educativa

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 15

1.1 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO ................................................................... 18

2 ESTADO DA ARTE ............................................................................................. 20

3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................................... 24

3.1 INSTRUCIONISMO versus CONSTRUCIONISMO .......................................... 26

3.1.1 O Professor Construcionista ................................................................... 30

3.2 A ROBÓTICA EDUCACIONAL ......................................................................... 33

4 LEGO® ROBÓTICA ............................................................................................. 35

4.1 O SURGIMENTO DA LEGO® ........................................................................... 35

4.2 A METODOLOGIA LEGO® EDUCATION ......................................................... 36

5 A EXPERIÊNCIA DE APRENDIZAGEM MEDIADA ........................................... 39

6 METAMORFOSE DA ESCOLA .......................................................................... 45

7 PERCURSO METODOLÓGICO ......................................................................... 51

7.1 RESULTADOS: COLETA, ANÁLISE E DISCUSSÃO ..................................... 63

8 PRODUTO FINAL ............................................................................................... 74

CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 77

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 79

APÊNDICES ........................................................................................................... 89

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1 INTRODUÇÃO

O surgimento das novas tecnologias proporcionaram novas chances de se

reformularem as relações entre professores e alunos, e entre a escola e o meio

social ao revolucionar processos e metodologias de aprendizagem.

Diante dessas razões surge uma nova perspectiva na educação: a integração

da tecnologia e o aprender-fazendo com o currículo escolar. O aluno passará a ser

estimulado e a compreender como o mundo funciona, aplicando de forma racional e

efetiva aquilo que aprendeu interagindo com a tecnologia do mundo real, podendo

ver como são construídos os conceitos e, assim, superar as dificuldades

encontradas na assimilação dos mesmos.

Partindo dessas novas chances de interação aluno/professor, é possível

destacar o surgimento de uma nova geração, a homo zappiens (VEEN E

VRAKKING, 2009)1, que vem crescendo usando vários recursos tecnológicos desde

a sua infância e, por diversos, fatores consideram as escolas instituições que não

estão ‘conectadas’ com o seu mundo.

Tomando como ponto de partida esse pensamento, o professor ao ensinar

Ciências, especificamente os conteúdos de Biologia, acaba esbarrando em algumas

dificuldades. Uma dessas é o fato do aluno não conseguir um aprendizado

satisfatório do conteúdo devido ao excesso de conceitos.

Diante dessa problemática, o professor, como mediador do conhecimento,

necessita dispor de recursos que facilitem a aprendizagem dos conteúdos. Por isso,

é importante destacar a necessidade de se incorporar nas aulas ferramentas que

tornem os conteúdos abordados em sala mais fáceis de ser compreendidos e

próximos da ‘realidade tecnológica’ dos alunos.

Dessa forma, o marco inicial para a idealização desta pesquisa foi o desafio

de incorporar a relação tríade tecnologia/aprender/fazer na abordagem dos

conteúdos de Biologia. Entendemos que esse tripé caracteriza-se como um

1 Wim Veen, professor da Universidade de tecnologia de Delft (área de Educação e Tecnologia),

Holanda, Países Baixos, e Bem Vrakking, aluno e pesquisador de pós-graduação em engenharia de

sistemas, análises de políticas e gerenciamento na mesma universidade, abordam em sua obra de

forma explícita à tecnologia própria da cultura do nosso tempo, especialmente na sua relação com a

educação.

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potencial para a mudança no processo de ensino e aprendizagem. Porém, ao

mesmo tempo em que buscamos respostas para questionamentos que nos

acompanham desde a fase de aluno de graduação, veremos a seguir como essa

ideia foi amadurecida tomando como base toda a jornada acadêmica percorrida até

a idealização do trabalho.

Em 2009, iniciei meu curso de graduação em Ciências Biológicas, licenciatura

plena, pela Universidade Estadual da Paraíba. No ano seguinte, iniciei a minha vida

profissional através da oportunidade de participar do Programa Institucional de

Bolsas de Iniciação à Docência – PIBID onde tive a oportunidade de ingressar no

universo escolar e passar a ter o entendimento de que um professor também é um

pesquisador.

Ainda em 2010, passei a ser professor no ensino médio em uma escola

estadual da cidade de Campina Grande em regime de contrato de emergência. De

repente me vi no comando de uma sala de aula, isso com 18 anos de idade, tendo

que ensinar a estudantes com quase a mesma idade que eu a compreender

conteúdos de Biologia.

No ano de 2012, ingressei em uma escola privada também de Campina

Grande e passei a lecionar a disciplina de Ciências para turmas do 6º ao 9º ano, e

Biologia para turmas da 1ª série do Ensino Médio. Durante esses momentos foi

possível perceber as particularidades pertinentes a cada uma das duas modalidades

de ensino.

Terminei o curso de Ciências Biológicas em 2013 e no mesmo ano fui

aprovado na seleção de pós-graduação lato sensu em Tecnologias Digitais na

Educação da Universidade Estadual da Paraíba, e efetivado como professor de

educação básica de uma instituição privada no estado da Paraíba.

Sempre tive uma visão inovadora sobre o ensinar. Minha proposta nas aulas

de Ciências e Biologia era trazer, através da tecnologia, meios que proporcionassem

ao aluno um aprendizado mais efetivo e crítico sobre os conteúdos. Como reflexo do

que me foi ensinado na graduação, sempre pensei como educador, tendo em mente

que a figura docente representa um mediador de conhecimento.

Durante a atuação no ensino privado, passei a trabalhar com a robótica

educacional sendo mentor de uma equipe para disputas de torneio de robótica e

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mediando propostas de projetos de pesquisa inovadoras com o uso da tecnologia.

Com uma equipe do estado da Paraíba, competimos na etapa regional da First Lego

League World Class – FLL World Class 2014 em Natal - RN, que é um torneio de

robótica em formato americano sediado em etapas regionais e nacional no Brasil , e

internacional nos Estados Unidos da América – EUA. Como fruto do empenho no

trabalho, minha equipe e eu ganhamos o prêmio de primeiro lugar na categoria de

solução inovadora pelo projeto de pesquisa. A partir daí a minha admiração por

tecnologia na educação foi reafirmada mais uma vez.

Em 2014, ingressei no Programa de Mestrado em Ensino de Ciências e

Educação Matemática na Universidade Estadual da Paraíba, e tive mais uma

confirmação que os meus pensamentos como professor estavam no caminho certo.

Decidi desenvolver uma proposta de pesquisa baseada no trabalho desenvolvido na

minha docência como mentor em robótica, para que pudesse ser compartilhada e

incentivar a comunidade científica e docente com uma metodologia a ser utilizada no

ensino e aprendizagem de Biologia.

Sendo assim, os questionamentos que norteiam essa pesquisa são: É

possível ensinar o Filo Arthropoda tendo a robótica como recurso didático? A

aprendizagem sobre a classe Chelicerata através desse recurso é mais efetiva? É

possível favorecer o processo de ensino e aprendizagem dos alunos através da

construção? A incorporação da robótica educacional nas aulas de Biologia melhora

a prática educativa docente e contribui para um melhor desempenho dos

estudantes? A utilização do modelo da Experiência de Aprendizagem Mediada de

Reuven Feuerstein contribui para a assimilação dos conceitos relacionados aos

artrópodes quelicerados?

Na busca de respostas para estes questionamentos, a pesquisa em questão

tem como objetivo pesquisar e analisar a lego robótica como recurso inovador

ancorado na Lego Education para a aprendizagem do Filo Arthropoda.

A seguir descrevemos a forma como este estudo se desenvolveu, traçando

um panorama geral das seções que constitui esta dissertação.

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1.1 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO

O percurso deste trabalho inicia-se com uma introdução onde delimitamos os

pontos de partida: contextualização, problemática, justificativa e a delimitação do

tema. Seguimos com um estudo dos trabalhos correlatos à nossa proposta em que

traçamos um perfil dos trabalhos realizados entre os anos de 2010 a 2014,

destacando a carência de trabalhos publicados que tratam da robótica com o ensino

de Biologia.

A fundamentação teórica inicia com um traçado do panorama das principais

ideias e autores relacionados à temática. Partindo da perspectiva da nova forma de

aprender a partir da educação tecnológica e lego robótica, abordamos as definições

de instrucionismo e construcionismo e como esta quebra de paradigma foi

fundamental para o processo de aprendizagem a partir das discussões das ideias de

Papert (2008). Abordamos também a importância do professor construcionista e sua

formação, relacionando-o com os nativos digitais. Em seguida discorremos sobre a

robótica educativa em sala de aula.

Na Lego Robótica apresentamos o histórico sobre o surgimento da Lego e

como a Lego Zoom é estruturada e utilizada no Brasil, tomando como base a

metodologia Lego Education.

Na Experiência de Aprendizagem Mediada descrevemos sobre as principais

ideias de Reuven Feuerstein e abordamos as categorias de mediação que são

aplicadas na Educação.

Em seguida, apresentamos uma reflexão do processo de interação da escola

frente à tecnologia. Para isso utilizaremos a ‘Metamorfose da Borboleta’ para

descrever a transformação e adaptação da escola com a tecnologia educacional e

desenvolvimento da robótica no espaço educativo.

Utilizamos o ensino do Filo Artrhrophoda como um exemplo de metamorfose

nas aulas de Biologia, descrevendo as principais características do grupo e

aprofundando a abordagem do subfilo na sala de aula.

No percurso metodológico abordamos os aspectos de sistematização

adotados, na qual justificamos teoricamente o tipo de pesquisa escolhida.

Descrevemos os sujeitos envolvidos, os procedimentos, instrumentos utilizados e os

recursos que foram utilizados para coleta e análise de dados. Finalizamos com a

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discussão dos dados e a descrição do produto final resultante da pesquisa em que

articulamos a lego robótica com o ensino de Biologia através de um fascículo.

Concluímos o trabalho trazendo nas considerações uma síntese dos

elementos presentes no texto, unindo ideias e fechando as questões apresentadas

na introdução da dissertação.

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2 ESTADO DA ARTE

Conforme Ferreira (2002), o estado da arte visa mapear e discutir a produção

acadêmica para responder aspectos e dimensões que vêm sendo destacados em

diferentes épocas e lugares, compreendendo de que forma e em quais condições

têm sido produzidos os manuscritos.

Neste sentido, realizamos um levantamento de trabalhos com estudos

correlatos publicados no período compreendido entre 2010 e 2014. A busca dos

trabalhos foi realizada em periódicos nacionais (CAPES e SciELO Brasil), periódicos

internacionais (Revista Electrónica de Investigación y Docencia; Revista Teoría de

la Educación: Educación y Cultura en la Sociedad de la Información; Espiral.

Cuadernos del Profesorado; Revista Educación y Tecnología; Revista Didáctica,

Innovación y Multimedia; Psychologie Française; Review of Science, Mathematics

and ICT Education; Themes in Science & Technology Education; e Journal of Baltic

Science Education) e anais de eventos nacionais e internacionais, tendo como

palavras chave ‘Robótica Educacional’ e ‘Ensino de Ciências’.

Os elementos substanciais de cada material identificado podem ser vistos

detalhadamente através do Apêndice I.

Dessa forma, apresentamos uma discussão dos trabalhos pesquisados

publicados em português, espanhol, francês e inglês, os quais nos ajudaram no

referencial teórico, pois nos levaram a autores que são referências no objeto de

estudo. Todos abordam de forma mais ampla o emprego da robótica educacional

como facilitadora no ensino e aprendizagem, e dois (números 07 e 26) nos revelam

a abordagem da Biologia, mas nenhum tem como foco as questões a que nos

detemos nessa pesquisa, que é o Filo Arthropoda, especificamente os artrópodes

quelicerados.

Com a leitura dos oito artigos de anais de eventos nacionais (números 06, 07,

08, 11, 12, 13, 20 e 24), cinco artigos de anais de eventos internacionais (números

09, 15, 22, 23 e 27), cinco artigos de periódicos nacionais (04, 05, 25, 26 e 28), 10

artigos de periódicos internacionais (01, 03, 10, 14, 16, 17, 18, 19, 21 e 29), e duas

dissertações de mestrado (02, 30), identificamos que a robótica educacional

caracteriza-se como um instrumento capaz de promover avanços e melhorias no

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processo de desenvolvimento do ensino e aprendizagem de conteúdos de difícil

assimilação por parte dos estudantes.

No entanto, vale ressaltar a importância da formação de professores

principalmente no que diz respeito à preparação tecnológica como um obstáculo à

consolidação desta tecnologia nas salas de aula e nos currículos. Este é um dos

focos das pesquisas desenvolvidas por Francisco Junior, Vasques e Francisco

(2010) acerca da produção sobre robótica educacional no Brasil e Alimisis (2013) e o

uso da robótica educacional na Europa. Os autores também destacam ainda que

esta temática possui um caráter interdisciplinar por permitir o diálogo com outras

áreas do conhecimento.

Esta interdisciplinaridade, conforme Martins, Oliveira e Oliveira (2012) e

Datteri et al (2013), propicia a aplicação e transformação direta de conhecimento em

produto, pois a relação entre as mais diversas áreas do conhecimento proporciona

aos alunos a construção e o aprofundamento de conceitos técnicos de forma

prazerosa e duradoura, principalmente porque permite a aplicação prática e

integrada de conceitos estudados na grade curricular.

Os conceitos adquiridos e aplicados nas mais diversas situações permitem

que os alunos passem por um processo de alfabetização científica, pois de acordo

com García e Reyes (2012), Jiménez e Cerdas (2014) e Márquez (2014), a

abordagem de problemas concretos e muito contextualizados contribuem para o

desenvolvimento de habilidades e complexidade diversas.

Os pesquisadores Guedes e Kerber (2010) utilizaram experimentos feitos

para as disciplinas de Matemática e Ciências tendo como base materiais da Lego.

Nesse trabalho foi possível verificar a necessidade de reformulação do currículo

escolar para incorporarem o uso de robôs dentro da escola, a fim de tratar de forma

prática e lúdica os conteúdos teóricos. Esta necessidade também foi identificada por

Andreucci (2010), Miranda e Suanno (2012), Gaudiello e Zibetti (2013), ao

destacarem que os papéis atribuídos aos professores e alunos estão se alterando.

Com essa mudança, o aprendizado também ganha novas concepções e formas, e o

processo de ensino/aprendizagem se dinamiza.

A partir dessa perspectiva de mudança e reorganização curricular, Cabral

(2010) desenvolveu uma pesquisa intitulada ‘Robótica educacional e resolução de

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problemas: uma abordagem microgenética da construção do conhecimento’ com o

objetivo de ‘investigar as estratégias cognitivas do sujeito psicológico para resolver

problemas de robótica educacional’. Após a obtenção dos resultados da pesquisa, a

pesquisadora aponta contribuições da análise microgenética para refletir a

macrogênese cognitiva, além de indicar contribuições para o ensino de robótica e

para o ensino em geral, voltado para a resolução de problemas e construção do

conhecimento. A resolução de problemas, segundo Altin e Pedaste (2013),

caracteriza-se como uma das inovações do ensino associado à tecnologia, uma vez

que o conhecimento nessa prática pedagógica começa a ser construído a partir de

uma situação-problema.

Miranda, Sampaio e Borges (2010), D’Abreu, Mirisola e Ramos (2011),

D’Abreu, Suanno e Oliveira (2012), Frigo et al (2013), Kalil et al (2013) e Fiorio et al

(2014), abordam a promoção da robótica educacional nas escolas públicas

brasileiras. Com o objetivo de estudar e comparar kits de robótica com o seu melhor

aproveitamento em sala de aula verificou-se que existem subsídios que permitem a

aplicação deste recurso no país, necessitando apenas de iniciativas que estimulem o

seu uso nos diferentes níveis de educação.

Em relação ao Ensino de Ciências, Trentin et al (2013), Fornaza e Webber

(2014) e Lira, Silva e Silva (2014) verificam a apropriação da robótica como uma

alternativa metodológica inovadora para o ensino a partir do desenvolvimento de

equipamentos robóticos baseados em softwares e hardwares livres. Os autores

compreendem que a robótica educacional é uma atividade que articula pedagogia,

robô e conhecimento escolar na busca por um ensino diferenciado que ofereça

alternativas para uma educação centrada no aluno e atua como um auxiliador na

construção de um conhecimento relevante para a formação integral dos mesmos.

Lima et al (2012) e Pereira Junior (2014) em trabalhos com o ensino de Química

apresentam a elaboração, desenvolvimento e aplicação de um robô que simula uma

tabela periódica interativa que pretende oferecer ao professor a oportunidade de

orientar os alunos a construir o conceito de forma conjunta, desenvolvendo-o a partir

de informações fundamentais que envolvem conceitos básicos das diferentes áreas

do conhecimento. Este trabalho além de chamar a atenção do estudante,

proporcionou a possibilidade de discussão de conceitos científicos no ensino de

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Química. No Panamá, Espanha e Bogotá, respectivamente, conforme Moreno et al

(2012), Rebollo (2013) e Marquez e Hernando (2014), o uso desta metodologia

inovadora tornou-se uma excelente ferramenta para a compreensão de conceitos

abstratos e assuntos complexos trabalhados no contexto escolar.

Celinski et al (2012) relatam a importância sobre a disseminação de assuntos

ambientais entre os sujeitos envolvidos com o descarte do lixo eletrônico, mostrando

que há pouca discussão sobre o tema. Como parte de um projeto de extensão sobre

o descarte correto do lixo eletrônico, parte do material (lixo) passou a ser utilizado

para realização de oficinas de programação, também desenvolvidas por Oliveira et

al (2012), e de robótica educativa de baixo custo em escolas públicas,

desenvolvendo protótipos que contemplem conhecimentos sobre Biologia. O

trabalho revelou que são necessárias novas discussões no sentido de proporcionar

aos alunos atividades que incentivem o estudo, a pesquisa e a busca pelo

conhecimento.

Ainda sobre a Biologia, Garcia e Soares (2014) elaboraram e desenvolveram

robôs reaproveitando materiais para debater conceitos de Biologia em um ambiente

lúdico de aprendizagem para alunos da segunda série do ensino médio. Foi

escolhida a temática de Fisiologia Humana, especificamente o sistema nervoso

central e periférico, bem como a transmissão de impulsos nervosos. Os encontros

realizados com os alunos revelou que a atividade em sala de aula pode ser

enriquecida pelas tecnologias educacionais que o instiguem a tomarem decisões,

fazer reflexões, serem criativos e darem significado aos conteúdos abordados. O

interesse dos alunos e a possibilidade da utilização da robótica educacional em

qualquer nível de ensino são algumas das vantagens da sua utilização na

abordagem de ciências/biologia, ressaltando-se que é pouco voltada, estudada e

aplicada na disciplina.

Sendo assim, diante dos trabalhos abordados, ressaltamos a importância da

nossa investigação pela contribuição em explorar os conteúdos da grade curricular a

partir da utilização da robótica educacional para alunos da segunda série do ensino

médio.

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3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

De acordo com Castells (2005), o mundo encontra-se em um processo de

transformação cultural há duas décadas. Este processo, a qual o autor considera ter

um caráter multidimensional, está associado à emergência de um novo paradigma

tecnológico baseado nas Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC).

Sobre este novo paradigma, Almeida e Moita (2015, p. 94) ressaltam a

relevância deste processo na transformação do contexto escolar a partir do uso das

TIC:

[...] com as TIC, que podem ser definidas como a junção da tecnologia/informática com a tecnologia da comunicação, pode-se adequar o contexto e as situações do processo de aprendizagem às diversidades em sala de aula. As tecnologias fornecem recursos didáticos adequados às diferenças e às necessidades de cada aluno. As possibilidades encontradas no uso das TIC são variadas, permitindo que o professor apresente de forma diferenciada as informações (ALMEIDA; MOITA, 2015, p. 94).

Os autores ainda destacam que as mudanças com o surgimento das

tecnologias foram grandes e positivas não só para a sociedade como um todo, mas

também para as relações estabelecidas na escola. A informática trouxe, além de

inúmeros recursos tecnológicos, a oportunidade de melhorias para o ensino e a

aprendizagem.

Acerca destas melhorias, conforme Castells (2007), o mundo que utiliza estas

tecnologias no ambiente educacional vem sendo habitado por dois indivíduos

essencialmente distintos: o integrante (professor) e o utilizador da informação

integrada (aluno).

Neste sentido, entre os estudiosos que tratam da relação entre Tecnologia e

Ensino, a interação entre estes pares se fortalece através da proposta de

participação do aluno ativamente no próprio aprendizado mediante a

experimentação, a pesquisa em grupo, o estímulo à dúvida e a prática do raciocínio,

o que contribui para o desenvolvimento e o exercício da inteligência.

Papert (2008) em seus estudos nos leva a entender que em algum momento

o homem começou a perceber as relações entre as mesmas. Sendo um dos maiores

apoiadores do uso da tecnologia na educação, foi o pioneiro em criar uma linguagem

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de programação totalmente voltada para a educação, e influenciado pelo

construtivismo, desenvolveu o construcionismo. As contribuições de Seymour

Papert2 foram de extrema importância para o desenvolvimento da educação

tecnológica e consequentemente a lego robótica / robótica educacional, que é o

embasamento da pesquisa proposta.

Segundo Manfredi (2002) a expressão educação tecnológica postula a

vinculação entre formação técnica e uma sólida base científica, a integrando para o

mundo do trabalho. Conforme reitera Feitosa (2013), a escola passa a ser um

ambiente de aprendizagem na qual os alunos aplicam o método científico e

adquirem habilidades para estruturar pesquisas e resolver problemas concretos em

um cenário real.

A lego robótica vem sendo pesquisada e estudada para ser inserida na área

educacional com ênfase nas escolas de ensino básico e fundamental, pois nas

instituições de ensino superior a incidência de projetos relacionados são bem

maiores e numerosos, conforme diz Ribeiro (2006).

Como afirma Gomes (2007), a lego robótica / robótica educacional estimula a

criatividade dos alunos devido a sua natureza dinâmica, interativa e até mesmo

lúdica, além de servir como motivador no interesse dos alunos no ensino tradicional,

como as disciplinas do currículo escolar.

Outro trabalho que nos deparamos foi o de Nascimento e Bezerra (2013), que

trata do uso de artefatos robóticos como processo de ensino-aprendizagem tendo

como o enfoque a Robótica Pedagógica. Mesmo sendo direcionado para o ensino

da Matemática, o trabalho mostrou que a robótica pode ser utilizada como um

recurso didático em sala de aula que favorece um ensino mais efetivo e significante.

Após várias leituras de autores e literaturas em busca de um aporte teórico

que traduzisse nosso trabalho, nos deparamos com a obra de Seymour Papert

(2008), Feitosa (2013) e Reuven Feuerstein (1994). Foi então que de fato pudemos

2 Seymour Papert é Sul Africano e tem formação em matemática. Dedicou-se a pesquisas na área de

matemática na Cambridge University no período de 1954 a 1958. Posteriormente, transferiu-se para a

Universidade de Genebra onde trabalhou de 1958 a 1963. No início da década de 60 filiou-se ao

Massachusetts Institute of Technology (MIT). É um dos fundadores do MIT Media Lab e integrante do

projeto “Um computador por criança”, ao qual o governo brasileiro aderiu em 2005. Esse projeto

prevê a disponibilização de um Laptop para cada criança em idade escolar, bem como sua utilização

em sala de aula e em casa.

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adotar o Construcionismo e relacioná-lo com o material didático pedagógico da Lego

Zoom Education for Life tornando possível uma posterior análise a partir das

categorias de mediação.

Sobre a utilização da robótica no ensino de biologia, Garcia e Soares (2014),

discutem o sistema nervoso através da robótica. As autoras elaboraram e

desenvolveram robôs reaproveitando materiais para debater conceitos de biologia

em um ambiente lúdico de aprendizagem verificando como a robótica educacional

facilita o aprendizado dos alunos do nível médio de ensino.

Seguindo os passos das autoras, nossa pesquisa, tem a intenção de provocar

integração do uso da robótica na abordagem da disciplina Biologia.

Nesta perspectiva, discorremos sobre a quebra do paradigma do

instrucionismo destacando o surgimento do construcionismo como fator importante

para a nova visão de ensino e aprendizagem sob a luz de Seymour Papert.

Discutiremos a importância do professor construcionista e sua formação na

sociedade contemporânea, relacionando-o com os Imigrantes e Nativos Digitais. Por

fim, abordamos o contexto da Robótica Educativa tratando da importância da

contextualização nas aulas de Biologia e da construção de um ambiente escolar

onde ocorram situações de aprendizagens.

3.1 INSTRUCIONISMO versus CONSTRUCIONISMO

Discutiremos como o instrucionismo é utilizado na educação, destacando a

sua aplicação no processo de ensino e aprendizagem. Abordamos a quebra deste

paradigma com o surgimento do construcionismo, no qual o aluno passa a atuar

como construtor do conhecimento através da descoberta mediado pela tecnologia.

O sufixo ismo apresenta-se como um indicador de algo abstrato, e sua

presença no título se refere a uma mudança de estilo intelectual vivenciada por

Papert (1994).

A abordagem Instrucionista está centrada na quantidade de informações

oferecidas pelo professor ao aluno, pois existe a crença de que quanto mais

informações forem disponibilizadas, mais possibilidades de o aluno aprender irão

existir. O computador é visto como uma máquina que ensina, conforme Goulart

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(2009), e no instrucionismo o professor faz algo para o aprendiz estando no

comando e restando ao aluno apenas o papel de consumidor do conhecimento.

Desse modo, podemos definir o instrucionismo como uma forma de apenas

transmitir os conteúdos através do computador (Figura 01).

Figura 01 – Abordagem instrucionista de ensino.

Fonte: Valente (1993 apud LIMA 2009, p. 31).

Essa ideia fundamenta-se no princípio de que a ação de ensinar é fortemente

relacionada com a instrução ao aluno. A melhoria do ensino, nesse ponto de vista,

consiste em aperfeiçoar as técnicas para a transmissão de informação. O

computador entrou neste contexto para auxiliar e incrementar o processo de

comunicação. Uma das primeiras abordagens foi o da Instrução Auxiliada por

Computador (CAI - Computer Assisted Instruction), onde o computador assume o

papel de máquina que “ensina” o aluno (VALENTE, 1999). De acordo com

Santanchè e Teixeira (1999), as origens do CAI datam do início da década de 50,

quando Burrhus Frederic Skinner propôs o uso da Instrução Programada através de

computadores, e que de acordo com Papert (2008) consiste em programar um

computador para ministrar os tipos de exercícios tradicionalmente aplicados por um

professor em um quadro-verde, em um livro didático ou em uma folha de exercícios.

Sob esta ótica, podemos presumir que assim como a educação tradicional,

essa abordagem codifica o que pensa que os alunos precisam saber, e assim

passam a alimentá-los.

Todavia, com o objetivo de evitar a visão errônea sobre o uso do computador

na educação, surge um novo paradigma em que o computador deixa de ser o

instrumento que ensina e passa a ser uma ferramenta na construção do

conhecimento.

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A construção do conhecimento através do computador tem sido chamada por

Papert (1986) de Construcionismo. Ele usou esse termo para evidenciar outra forma

de construção do conhecimento: quando um aluno passa a construir um objeto de

seu interesse, como por exemplo, um jogo, ou algo que esteja relacionado com o

seu cotidiano.

Segundo Papert (2008), o construcionismo é construído sobre a suposição de

que os educandos aprenderão melhor descobrindo por si mesmos o conhecimento

específico de que precisam. Sendo assim, a educação organizada ou informal

poderá ajudar mais se certificar-se de que eles serão apoiados moral, psicológica,

material e intelectualmente em todos os seus esforços.

Nessa abordagem, o tipo de conhecimento que os aprendizes mais precisam

é aquele que os ajudará a obter mais conhecimentos. Em contrapartida, além do

conhecimento, é fundamental possuir bons instrumentos para este trabalho.

Partindo dessa perspectiva, de acordo com Valente (1999) existem duas

ideias que contribuem para que esse tipo de construção do conhecimento seja

diferenciado. Primeiro, o aprendiz construirá alguma coisa, ou seja, o aprendizado

se dará através do fazer, “colocar a mão na massa”. Segundo, o fato do aprendiz

estar construindo algo que é do seu interesse e o deixa bastante motivado. Nesse

caso o envolvimento tornará a aprendizagem potencialmente significativa. Por isso

precisamos de computadores e de aparatos tecnológicos.

O uso do computador requer certas ações que atuam de forma efetiva

durante o processo de formação do conhecimento. Quando o aprendiz interage com

o computador, ele está utilizando conceitos, o que consequentemente contribuirá

para o seu desenvolvimento mental.

Sob esse ponto de vista, para melhor abordar o que acontece nessa interação

com o computador nos concentraremos inicialmente no aspecto de gráfico do Logo.

O Logo, segundo Almeida (2009) é uma linguagem de programação interpretada

voltada para crianças e aprendizes em programação.

Em uma situação hipotética onde um aluno seja desafiado a produzir um

gráfico na tela do computador, o levará a uma ação de programar ou “ensinar” um

software como produzir o gráfico. O ato de programar será passado para o

computador a partir de uma sequência de comandos a que chamaremos de

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linguagem Logo. Essa simples atividade caracteriza-se como o aprendiz agindo

sobre o objeto/computador (Figura 02).

Figura 02 – Ações realizadas na interação com o computador.

Fonte: Valente (1993 apud LIMA 2009, p. 43).

Sob a perspectiva de vários autores, Valente (1993, 1999, 2002), Almeida

(1999), Maltempi (2000), Altoé e Penati (2005), Freire e Prado (1995), essa ação

implica na descrição da solução do problema através dos comandos do Logo. O

computador é quem realizará a execução dos comandos. Então, na medida em que

o gráfico vai sendo construído o aluno olha para a tela e faz uma reflexão sobre as

informações, o que os levará a produzir níveis de abstração. Esse processo de

reflexão sobre o produto final, o gráfico, levará o aluno a depuração, ou seja,

encontrar erros caso eles existam. O processo de achar e corrigir o erro constitui

uma oportunidade única para que o aluno venha a aprender sobre determinado

conceito envolvido na construção do que lhe foi solicitado.

Porém, é importante destacar que o processo descrição / execução / reflexão

/ depuração não acontece apenas colocando o aluno em frente a um computador. A

interação precisa ser mediada por um profissional que conhece o Logo: o mediador

no ambiente Logo, o professor.

No ambiente Logo o aluno está inserido em um contexto social e não estará

isolado da sua comunidade. Esse contexto social faz o aluno aprender com o meio,

como também auxiliar na identificação problemas, resolvendo-os e apresentando

soluções.

Dessa forma, é importante ainda destacar o aspecto afetivo dentro do

processo de interação, no qual a atividade proposta deve ter relevância para o

educando. Sendo assim, é de extrema importância a criação de ambientes de

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aprendizagem que proporcionem a oportunidade de ampliar a qualidade das

interações. De acordo com Papert (1986), essa ideia nos leva ao princípio do hands-

on/head-in. Como indivíduos ativos da dinâmica educacional, os aprendizes

precisam “colocar a mão na massa” (hands-on) no desenvolvimento de suas

atividades, não sendo apenas espectadores dos discursos de seus

mediadores/professores. Assim, a aprendizagem se concretiza no momento em que

seus sujeitos tornam-se construtores conscientes e ativos de um “produto público”,

que tenha relação com o contexto social onde eles estejam inseridos e que,

essencialmente, possuam interesse pessoal em concretizar (head-in).

O suporte teórico para a atividade que acontece no ambiente Logo é

resultado de um desejo pessoal de Papert em promover um processo de

aprendizagem rico de significados para os sujeitos que dele participam. Iniciativas,

necessidades, interesses, pesquisa, reflexão, desenvolvimento crítico, incentivo à

criatividade e colaboração são alguns dos elementos presentes nessa abordagem

que juntos com o uso do computador configuram uma alternativa ao tradicional

processo de transmissão de conhecimento (instrucionismo).

De acordo com Lima (2009), a abordagem construcionista é sintetizada em

seu objeto de estudo: um problema e a sua compreensão, a elaboração de uma

estratégia de solução no computador pelo aluno, mediado por um profissional da

educação; e no ferramental: um computador e uma linguagem de programação

usada para a construção do conhecimento.

Quando falamos em mediação é necessário voltarmos à atenção também

para como é formado o professor construcionista, já que durante todo o processo de

interação do aluno com o computador ele estará presente.

Baseando-se nisto, a seguir discutiremos sobre o papel do professor

construcionista na sociedade atual e a sua relação com os saberes e prática

educativa.

3.1.1 O Professor Construcionista

Quando falamos acerca da função do professor no processo de ensino e

aprendizagem, logo nos remetemos ao seu papel durante a interação do aluno em

um ambiente Logo. Evidentemente o seu papel é de extrema importância, pois cabe

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a ele a partir de observações criteriosas, ajustar as intervenções pedagógicas ao

processo de aprendizagem dos diferentes alunos de modo que lhes sejam

possibilitado um ganho significativo no ponto de vista educacional.

Partindo dessa ideia, a atuação do professor mediador torna-se singular.

Segundo Freire e Prado (1995), o desempenho do mediador na construção do

conhecimento por parte dos seus alunos implica em ultrapassar o conhecimento

técnico da linguagem de programação e das correntes teóricas que fundamentam o

uso do Logo. De acordo com as autoras, este é o ponto crucial do processo de

formação de professores para a tecnologia educacional. Não basta apenas

instrumentalizar o professor para que ele venha desenvolver programas ou falar a

respeito da abordagem construcionista, é preciso que o professor integre dois

conhecimentos na sua prática educativa: o aprender a fazer Logo e o compreender o

uso do Logo no contexto escolar.

Em outras palavras, o professor necessita saber escrever as suas hipóteses

de trabalho usando diferentes recursos pedagógicos, entre eles o computador,

refletir na sua ação e sobre a sua ação pedagógica, e depurá-la a partir das

respostas obtidas dos alunos. Sendo assim é possível retomar o ciclo

descrever/refletir/depurar uma vez que ele é útil para a construção de uma

abordagem construcionista de trabalho em sala de aula.

Na sua práxis o professor possui modelos ou tipos de ações que são

utilizadas para estruturá-los e orientá-los em situações. Chamada de Teoria da

Prática Educativa, a que chamaremos de TPE, segundo Tardiff (2011) trata-se da

relação humana sobre a matéria em relação às interações entre os seres humanos.

A autora reitera que a prática educativa e o ensino são formas de agir plurais que

mobilizam diversos tipos de ação dos quais estão ligados a saberes específico.

Entre os diversos tipos de ação ligados aos saberes específicos, destacamos

a educação enquanto interação entre os indivíduos. De acordo com Tardiff (2011), a

arte de educar originou-se a partir de um contexto de discussão marcada por

interações de gêneros linguísticos. Nesse ponto, é importante destacar que a

discussão não é apenas um meio educativo, é também um meio no qual a própria

formação ocorre. Porém, quando o aplicamos à educação, a interação nos leva a

captar a natureza profundamente social do agir educativo.

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Essa natureza nos leva a perceber que o professor construtivista não está

lidando com coisas e objetos, mas com semelhantes ao qual interagimos. Nessa

perspectiva, Tardiff (2011, p. 167) define o ensinar:

Ensinar é entrar numa sala de aula e colocar-se diante de um grupo de alunos, esforçando-se para estabelecer relações e desencadear com eles um processo de formação mediado por uma grande variedade de interações. (TARDIFF, 2011, p. 167).

Quando nos referimos ao ensinar, o professor pode conseguir manter os

alunos fisicamente numa sala de aula, mas não pode obrigá-los a participar de um

programa curricular com finalidade de aprendizagem. É preciso que os alunos se

sintam associados ao processo pedagógico para que se tenha sucesso no que está

sendo ensinado. E porque não associar através da tecnologia?

É nesse viés que o professor construcionista consegue associar os alunos às

suas propostas pedagógicas, penetrando assim no mundo dos nativos digitais. Os

nativos, como afirma Marc Prensky (2001)3, são jovens acostumados a obter

informações de forma rápida recorrendo primeiramente a fontes digitais do que

meios de aquisição de conhecimentos tradicionais, como livros ou qualquer tipo de

mídia impressa. Retomando ao que discutimos na educação enquanto interação na

TPE, o autor entende a tecnologia digital como uma linguagem, uma vez que é algo

que faz parte do cotidiano dos alunos.

Outra definição que caberia aos nativos digitais está à geração@, segundo

Moita (2006), que trata de uma geração que pensa e aprende uma forma

diferenciada frente às tecnologias da informação e comunicação. O aprender

fazendo, o construir.

Dessa forma, o professor construcionista necessita de novas ferramentas

pedagógicas que proporcionem a ligação entre o elo aluno/currículo para que haja

uma aprendizagem mais efetiva e com significado. Para isso, destacamos a robótica

educacional ou robótica pedagógica, a qual será discutida a seguir.

3 O conceito de Nativos Digitais surgiu através do famoso artigo “Digital Natives, Digital Immigrants”,

do escritor e designer de videojogos norte-americano Marc Prensky, em 2011.

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3.2 ROBÓTICA EDUCACIONAL

Dentre as novas ferramentas educativas que se caracterizam como

mediadores no processo de ensino e aprendizagem, ganha destaque a robótica.

Conforme Santos (2009), a união entre a robótica e educação representa algo

potencialmente promissor. O robô, como ferramenta tecnológica, possui uma série

de conceitos científicos cujos princípios básicos são abordados no currículo escolar.

Além de aguçar o imaginário do aluno, cria novas formas de interação e exige uma

nova maneira de lidar com símbolos.

Sob esse ponto de vista, a Robótica Educacional ou Robótica Pedagógica

pode ser definida como o ambiente de aprendizagem em que o professor ensina o

aluno a montagem, automação e controle de dispositivos mecânicos que podem ser

controlados pelo computador (SILVA, 2009).

Chella (2002), por sua vez, oferece uma definição de robótica educacional

como um ambiente construído pelo computador, componentes eletrônicos e

programas, onde o aluno, passando a integrar esses elementos, constrói e programa

com o objetivo de explorar conceitos de diversas áreas do conhecimento.

Segundo d’Abreu e Garcia (2012), quando se fala em ensino e aprendizagem,

a robótica pedagógica pode ser entendida como um processo de interação com um

dispositivo mecânico e/ou eletrônico, que pode ser um robô, como forma de

favorecer processos cognitivos. Esses processos envolvem etapas como:

concepção, preparação, construção, automação e controle de um mecanismo. Em

todas estas etapas pode e tem que ocorrer a construção de conhecimento.

Um ambiente de robótica educacional deve fazer emergir no contexto escolar

de aprendizagem, ideias tecnológicas para permitir que as crianças se apropriem

delas (PAPERT, 1994). Aqui a chamamos de Robótica Educacional – RE, pelo fato

do conhecimento estar caracterizado como a ação do sujeito com a realidade; os

alunos passam a construir sistemas compostos por modelos e programas que os

controlam para desempenhar as funções de determinada forma.

Conforme afirmara Zilli (2004, p. 40), as principais vantagens da robótica

educativa são:

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O favorecimento à interdisciplinaridade, promovendo a integração de conceitos de diversas áreas do conhecimento/currículo escolar; a permissão para construir e testar em um equipamento físico o que foi aprendido em aulas teóricas; transformar a aprendizagem em algo positivo, proporcionando acessibilidade aos princípios de Ciência e Tecnologia; estímulo à leitura, exploração e investigação; preparação do aluno para o trabalho em grupo; estímulo à execução de um trabalho organizado; proporcionar o desenvolvimento da capacidade de comunicação e arguição; estimula a criatividade; desenvolver a autossuficiência na busca e obtenção do conhecimento; e gerar habilidades em que o aluno pode investigar e resolver problemas concretos (ZILLI 2004, p. 40).

Um ambiente de robótica educacional pressupõe a existência de professor,

aluno e ferramentas que propiciem a montagem, automação e controle do

dispositivo, pois de acordo com d’Abreu e Garcia (2012), a interação

aluno/ferramenta/professor produz novos conhecimentos caracterizando esse

ambiente como um ambiente pedagógico que não existe a priori. Nesse cenário,

destacamos como parte do trabalho com robôs, a montagem e a metodologia da

LEGO Robótica, em que abordamos na seção a seguir.

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4 LEGO® ROBÓTICA

A utilização da robótica nas salas de aula vem sendo uma opção das escolas

para a melhoria no processo de ensino e aprendizagem, o que proporciona o

estímulo para compreensão dos conhecimentos em disciplinas consideradas

extensivas, como no caso da Biologia.

Dentre vários kits de utilização deste recurso no ambiente escolar, a LEGO®

surge no sentido de promover um processo educacional contextualizado e coerente

em suas propostas. De acordo com Feitosa (2013), os programas educacionais

deste segmento possuem a mesma base pedagógica e metodológica na qual por

meio de recursos tecnológicos de construção, os discentes passam a trabalhar em

equipe na busca de solucionar problemas relacionados a temas do mundo real.

Sendo assim, a seguir compreenderemos como este recurso se consolidou no

ambiente educacional através da abordagem de sua metodologia e princípios que

tornam viável a utilização da ferramenta para exploração de conteúdos da matriz

curricular nas escolas.

4.1 O SURGIMENTO DA LEGO®

Criada pelo marceneiro Ole Kirk Christiansen4 em 1934, a Leg Godt passou a

ser conhecida mundialmente como LEGO®. No início, o pioneiro da empresa

construía brinquedos de madeira, porém, após o período pós-guerra houve uma

mudança de material, passando a utilizar plástico injetado para confecção de suas

peças. Trata-se de um brinquedo formado por diversas peças de tamanhos

diferentes as quais se encaixam perfeitamente, possibilitando diversas combinações.

Em 1980, conforme Feitosa (2013), o grupo LEGO® criou o ramo de atividade

dedicado exclusivamente à educação. Esta criação foi resultado de uma parceria

entre o Media Lab do Massachusetts Institute of Tecnology – MIT e a Lego. Desta

4 Criador da Lego. Para saber mais sobre a história da lego com riqueza de detalhes, acesse os

endereços: http://www.infoescola.com/curiosidades/lego/ e

https://www.youtube.com/watch?v=ViZVvB2tMu8 (acesso em 21 de setembro de 2015).

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forma, a partir dos estudos de Seymour Papert (1985, 1994), foi desenvolvida uma

metodologia inovadora a qual abordaremos detalhadamente a seguir.

4.2 A METODOLOGIA LEGO® EDUCATION

Nos programas da LEGO®, a LEGO® EDUCATION utiliza uma metodologia

que contempla quatro fases: contextualizar, construir, analisar e continuar.

De acordo com Feitosa (2013), a fase contextualizar tem como objetivo

estabelecer uma conexão dos conhecimentos prévios com os novos. Nesta fase o

aluno entra em contato com o tema que irá trabalhar na fase seguinte. Aqui, o

educador convidará o aluno para participar de uma atividade prática, que será

realizada na etapa construir. Sendo assim, podemos caracterizar este momento

como uma situação de contexto.

O autor considera que toda tarefa envolve uma atividade de construção

relacionada à contextualização. Dessa forma, o aprendizado a quem o autor chama

de ativo envolve dois tipos de construção: a construção física, e a construção

mental. Quando um aluno constrói artefatos do cotidiano, simultaneamente estão

construindo conhecimento na mente, e nessa perspectiva, o processo da construção

dos modelos físicos proporcionará um ambiente de aprendizagem fértil para o

processo de mediação que será realizado pelo educador. Então, o que temos na

fase construir é o delineamento de um problema.

Na etapa seguinte, continuar, o aluno é convidado a resolver uma situação-

problema. Segundo Figueiredo et al (2011), a utilização dessa prática desperta no

aluno o interesse em desvendar o problema da situação a qual foi envolvido. Os

Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN destaca que a situação-problema coloca o

aluno em uma interação ativa consigo mesmo e com o professor, o que provoca um

conflito saudável e o torna capaz de gradativamente organizar o seu pensamento e

buscar soluções (BRASIL, 2006).

No último passo, os alunos são levados a pensar como funcionam as suas

montagens experimentando, observando, analisando, corrigindo possíveis erros e

validando o projeto. Ao analisar, o aluno tem a oportunidade de aprofundar seu

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conhecimento e assim, desenvolver conexões entre o conhecimento anterior e as

novas experiências vivenciadas.

Como afirma Feitosa (2013), as atividades contextualizadas com o LEGO®

têm como objetivo gerar o envolvimento do aluno na formulação de hipóteses,

pesquisa e exploração de ideias, que o leve a discutir e colocar em prática sua

maneira de pensar e avaliar resultados, além de construir argumentos que

convençam; depurar o projeto em função de resultados encontrados, o que permite

deixar de pensar no correto e no errado e começar a pensar em resolver situações-

problema, tornando o erro um revisor de ideias, e não um objeto de intimidação e

frustração; ensinar conceitos no momento em que o aluno estiver projetando e

construindo dispositivo, que possibilitem explorar diversas áreas do conhecimento; e

trabalhar numa sistemática que faça parte da realidade do aluno, encaminhando-o

para a prática de diversas atividades profissionais. Estes objetivos proporcionam um

diálogo com os pares, tornando o aprendizado efetivo.

O envolvimento entre educadores e educandos em projetos segundo Delors

(1998) enriquece a relação e ajuda a aprender como resolver conflitos, pois

conforme afirmara Costa (2000), os educadores precisam se fazer presentes na vida

dos educandos de forma construtiva, emancipadora e solidária.

Partindo dessa perspectiva de fortalecimento de vínculos, em toda solução

educacional da LEGO® ZOOM os alunos trabalham sempre em equipes, geralmente

de quatro alunos, onde cada um terá uma função designada, conforme mostra a

Figura 03.

Figura 03 – Trabalho em equipe para as séries finais e para o ensino médio.

Fonte: Feitosa (2013, p. 44).

Organizador Construtor

Programador Apresentador/Líder

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O trabalho em equipe citado se refere às séries finais do Ensino Fundamental

e para o Ensino Médio. De acordo com Feitosa (2013), cada função pode ser

caracterizada da seguinte forma: um organizador, que será o responsável pela

organização geral e desempenha as funções de coordenação e organização; um

construtor, que será responsável pela coordenação das montagens, de forma que

todos os integrantes da equipe participem da atividade; o programador, encarregado

pela elaboração da programação e pela automatização da montagem; e o

apresentador/Líder: responsável pela apresentação da montagem para a classe

(para que serve, quais as partes a compõem, como funciona, etc.), bem como pela

opinião da equipe em relação ao projeto.

Ainda no que se refere às soluções educacionais da metodologia, o uso de

situações-problema é algo constante, pois conforme Feitosa (2013), potencializa as

mais diversas competências dos alunos. Uma característica dessa ferramenta é

desafiar o sujeito a mobilizar recursos para tomar decisões favoráveis a seus

objetivos, por isso o uso da situação-problema está relacionado ao aprender pensar.

A situação-problema pode ser definida, segundo Meirieu (1998), como uma

situação didática na qual se propõe ao sujeito uma tarefa que ele não pode realizar

sem efetuar uma aprendizagem precisa.

Dessa forma, ao utilizar a metodologia LEGO® education, é possível romper

com a prática de ensino tradicional estando mais próximo do ensino inovador

requerido através dos PCN, Brasil (2006), como o desenvolvimento de habilidades e

competências, o aprender fazendo, o protagonismo, a mediação, e a

problematização. Discutimos essa quebra de paradigma na seção a seguir, onde

abordamos a necessidade da presença de um mediador no processo educativo com

a utilização da robótica em sala de aula, onde adotamos um modelo de

aprendizagem: a Experiência de Aprendizagem Mediada.

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5 A EXPERIÊNCIA DE APRENDIZAGEM MEDIADA

Quando se decide ensinar através de recursos tecnológicos, o aprendiz ao

mesmo tempo em que se apodera de conceitos também está sendo preparado para

as demandas da contemporaneidade. Porém, para que essa aprendizagem

aconteça de forma efetiva faz-se necessário o professor assumir a postura de

mediador.

Este mesmo pensamento está presente nos estudos Reuven Feuerstein

(1994, 1997, 2002). Em seus trabalhos na iniciativa de integrar jovens, adolescentes,

crianças e adultos imigrantes, percebeu que esses indivíduos manifestavam grandes

dificuldades em aprender, porém, sentiu que existia um potencial interno que por

vários motivos não se manifestavam exteriormente.

De acordo com Feuerstein (1997), para se produzir uma aprendizagem efetiva

torna-se indispensável à utilização da dupla mediador/mediado, já que é por meio da

interação do sujeito com outros sujeitos capazes de mediar informações

necessárias, estando estes sujeitos integrados a um meio ambiente favorável e

estimulante, que o desenvolvimento cognitivo acontece.

Neste sentido, Meier e Garcia (2007, p. 72) caracterizam o que significa o

termo ‘mediar’:

Mediar significa, portanto, possibilitar e potencializar a construção do conhecimento pelo mediado. Significa estar consciente de que não se transmite conhecimento. É estar intencionalmente entre o objeto de conhecimento e o aluno de forma a modificar, alterar, organizar, enfatizar, transformar os estímulos provenientes desse objeto a fim de que o mediado construa sua própria aprendizagem, que o mediado aprenda por si só. (MEIER; GARCIA, 2007, p.72)

A Experiência de Atividade Mediada – EAM trata-se de uma modalidade de

aprendizagem diferenciada em que Feuerstein (1997) a resume através de um

esquema representado na Figura 04.

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Figura 04 – Modelo de Experiência de Aprendizagem Mediada.

Fonte: Fonseca (1998, p. 61).

Conforme Feuerstein (1997) e Fonseca (1998), a letra S representa os

estímulos externos, a letra H significa a presença de um mediador humano, que se

interpõe entre o indivíduo, organismo representado pela letra O, e os estímulos

externos selecionando-os e organizando-os. Os estímulos do ambiente podem

chegar ao organismo de duas formas: diretamente, ou através do filtro do mediador

(linhas e setas). O mesmo acontece com as ações do organismo, a resposta (letra

R), que podem ser ações diretas ao ambiente ou direcionada pela ação do

mediador.

Para Turra (2007), o mediador avalia as estratégias e as selecionam para

determinada situação. É por meio desse processo de mediação que a estrutura

cognitiva do aprendiz pode ser modificada. Sendo assim, quanto menos mediação

for oferecida, menor será a possibilidade de o mediado desenvolver a capacidade de

se modificar.

Assim, um professor que tenha um perfil pedagógico tradicional, que apenas

transmite informações, priva o aluno do estímulo à produção de processos mentais

superiores como a construção de hipóteses, metas de alcance e a tomada de

decisões. A partir dessa perspectiva é fundamental a utilização de critérios que

proporcionem uma interação baseada na Experiência de Aprendizagem Mediada.

Esses critérios podem ser caracterizados com uma nomeação dos vínculos entre o

mediador e o aprendiz.

Um dos referenciais de apoio a investigação são os estudos de Feuerstein

(2002). Para o autor, a qualidade de interação da Experiência de Aprendizagem

Mediada requer três critérios universais que jamais podem faltar em uma mediação:

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intencionalidade/reciprocidade, transcendência, e significado, que passamos a

descrever com mais profundidade abaixo:

A Intencionalidade/reciprocidade é indissociável na mediação. Representa

o estabelecimento do vínculo entre as partes envolvidas no processo. Na

intencionalidade o mediador determina com muita clareza a sua intenção,

modificando o estímulo para que este possa ser compreendido. No que diz respeito

à reciprocidade, onde haverá uma troca, o mediador tem de estar aberto para as

respostas do sujeito, onde este último deve fornecer indicações que está

cooperando, e que se sente envolvido no processo de aprendizagem.

O Significado trata da dimensão energética da interação. O mediador tem de

mostrar interesse e envolvimento emocional, observando se o estímulo que está

sendo apresentado sensibiliza o mediado.

O terceiro critério universal, Transcendência, tem por objetivo proporcionar a

aquisição de conceitos e estratégias que possibilitem à sua generalização para

outras situações.

Entretanto, as variáveis que determinam a qualidade de interação da

Experiência da Aprendizagem Mediada são tantas que Feuerstein (1994) indica

outros critérios que são importantes na mediação, conforme mostra o Quadro 01.

Quadro 01 – Os doze critérios de mediação de Reuven Feuerstein.

1. Intencionalidade / Reciprocidade

Provocar curiosidade e obter respostas – O mediador apresenta a atividade de maneira motivante e desafiadora para atrair a curiosidade e expectativa do mediado. Compartilha a intenção. Encontra a linguagem apropriada para transmitir o raciocínio subjacente à seleção do conteúdo ou motivos que levaram à iniciação da atividade. Intencionalmente cria desequilíbrio, dissonância, para atrais a atenção do mediado e despertar nele a necessidade de elaborar conceitos que revelem aprendizagem.

2. Significado

Atribuir e compartilhar significados e valores – O mediador atribui significados e valores para diferentes objetos, experiência e fenômenos, além das suas conotações intrínsecas inerentes. O mediador deve atribuir significado afetivo e social e nessa perspectiva lhe cabe compartilhar, com o mediado, sentimentos e atitudes pessoais e atribuir valores socioculturais para vários aspectos das experiências compartilhadas. Na

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atitude de encorajamento à busca por significado cabe ao mediador desenvolver no mediado atitudes de questionamento frente aos propósitos e desafios de suas experiências de vida.

3. Transcendência

Extrair e transferir conhecimento – O mediador busca discernir elementos essenciais – oferece ao mediado critérios para distinguir aspectos essenciais inerentes às atividades/experiências. Extrai e generaliza princípios indicando a transferibilidade e utilidade desses elementos. Expande o sistema de necessidades: ajuda a enriquecer o repertório de experiências do mediado por meio de orientações novas e inovadoras.

4. Sentimento de

competência

Analisar os processos mentais – Compete ao mediador proporcionar ao mediado as condições para interpretação da própria performance e para atribuição de valor social ao seu funcionamento eficiente.

5. Controle e regulação da conduta

Indicar complexidade – O mediador assegura-se de que o mediado está consciente do nível de complexidade, dificuldade e requisitos da atividade antes de tentar resolvê-la, bem como medeia situações de impulsividade. Compete ao mediador motivar o mediado quando avalia que ele é capaz de responder além dos requisitos exigidos na tarefa.

6. Comportamento de compartilhar

Incentivar a adquirir consciência do interesse comum – O mediador motiva o mediado a tomar consciência dos interesses comuns subjacentes a sua interação, apesar das muitas diferenças que os separam. Para que isso ocorra o mediador enfatiza a importância do raciocínio lógico como a base da troca de ideias, apesar das diferenças de opinião. É papel do mediador equacionar espaços que possibilitem ao mediado adquirir o vocabulário necessário para uma comunicação concisa e para desenvolver uma dialética respeitosa.

7. Individuação e diferenciação psicológica

Incentivar a adquirir consciência das diferenças interpessoais – O mediador estabelece critérios para o mediado conduzindo-o a tomar consciência das diferenças de personalidade e individualidade, apesar dos interesses comuns e de muitas experiências compartilhadas. Torna-se essencial que o mediador reconheça a legitimidade dos pontos de vista divergentes e manifeste respeito pelas crenças e convicções que fluem nas interações socioculturais, bem como que motive o mediado a assumir responsabilidade pelas suas decisões, mantendo seus próprios pontos de vista, sempre que julgá-los corretos, mesmo diante da pressão exercida pelo grupo de seus pares.

8. Conduta de busca de

Estabelecer metas e objetivos – O mediador inspira o mediado a fixar para si mesmo, deliberadamente, novos

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planificação e realização de objetivos

objetivos e a projetar novas realizações, além de suas necessidades presentes, ao mesmo tempo em que valoriza as conquistas que surgem e são manifestadas pelos mediados.

9. Desafio: busca pelo novo e complexo

Indicar a possibilidade de modificação pessoal – O mediador orienta o mediado para a novidade e a complexidade através de experiências e estímulos, não familiares, apresentando-os como desafios. O mediador comunica segurança e desperta no mediado a percepção sobre a diferença entre “ser”, que não implica mudança, e o “vir-a-ser”, que implica modificabilidade – transformação.

10. Percepção da consciência da modificabilida-de humana

Perceber o ser humano como sujeito modificável – O mediador transmite ao mediado uma sincera crença na sua aptidão para adaptar-se a novas situações e para experimentar mudanças significativas. Compara habilidades e competências atuais do mediado com performances anteriores, para compreender a extensão e o valor da mudança. O mediador propicia a desmistificação da noção de inteligência e enfatiza a acessibilidade do comportamento eficiente.

11. Escolha da alternativa otimista

Favorecer uma abordagem otimista e confiante – O mediador encoraja o mediado a adotar uma visão confiante e orienta em direção à antecipação das dificuldades que podem impedir o sucesso. O mediador oferece oportunidades para o mediado buscar estratégias e criar hipóteses para vencer o ensaio e o erro. Elimina a percepção nebulosa e distorcida da realidade.

12. Sentimento de

inclusão

Enfatizar a pertença ao grupo de pares – O mediador sublinha os interesses comuns que formam a base para a busca do outro e do coletivo, como elemento favorável ao desenvolvimento pessoal e grupal.

Fonte: Feuerstein (1994 apud TURRA 2007, p. 304).

A Experiência de Aprendizagem Mediada, conforme Turra (2007), busca

promover a modificabilidade cognitiva estrutural dos sujeitos envolvidos no processo.

Isso não acontece apenas com a resolução das tarefas, mas da intenção provocada

por meio dos critérios adotados durante a EAM, especialmente pela autonomia que

a mediação proporciona ao sujeito mediado. O sujeito mediado torna-se também

mediador, quando consegue descrever e explicar a aprendizagem construída no

momento em que procura resolver as tarefas propostas pelos instrumentais.

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Os doze critérios mediacionais oferecem oportunidade ao mediador de fazer

escolhas planejadas e sistemáticas para explorar o potencial de mediação em

situações para encorajar o funcionamento cognitivo e estimular a modificabilidade.

Entretanto, é necessário destacar que o ensino através de recursos

tecnológicos com a presença de um mediador representa um processo evolutivo que

está acontecendo dentro do espaço escolar ao longo dos anos, uma vez que a

escola nem sempre esteve pronta para a utilização de tais recursos. A seguir

traremos uma reflexão com a ‘Metamorfose da Borboleta’ para melhor entender esse

processo de sofrimento e mudança na Educação.

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6 METAMORFOSE DA ESCOLA

Entre alguns animais que passam pelo processo de metamorfose,

concentramos nossa atenção nas borboletas, que por mais árduo que seja a

transição de todo o processo de transformação encantam seus admiradores pela

sua beleza e sofisticação. O processo de mudança nas borboletas acontece em

quatro fases: o ovo, a larva, a pupa e o estágio adulto.

Essas mudanças sofridas pelos animais e no caso aqui, as borboletas,

serviram como base para à semelhança refletirmos sobre a transformação que a

escola vem sofrendo com o advento da tecnologia como metamorfose5.

A escola inicia o seu ciclo com os ovos que foram postos pela tecnologia nas

folhas de plantas (o campo da Educação). Essa postura de ovos é um processo que

necessita de amadurecimento e durante algum tempo o embrião fica inativo no ovo

até que as condições do clima (as condições escolares) e do crescimento da planta

(Educação) sejam favoráveis.

Os animais sofrem com as intempéries e muitos ovos não chegam a nascer, e

a metamorfose nem se inicia. Também na escola muitos não conseguem implantar o

processo de modernização com as tecnologias, pois os obstáculos levantados por

muitos educadores são como grandes vendavais que não deixam nada acontecer.

Os aparelhos mofam nas caixas que não chegam a ser desencaixotados.

“Morrem no ovo” porque ficam obsoletos, como o resultado de uma pesquisa

publicada na Revista Escola6 em que 98% das 400 escolas públicas pesquisadas

possuem computador, mas nem sempre ou em algumas nunca foi realizado o uso

dos equipamentos. Em muitos contextos escolares, é vencida a inicial resistência da

escola e seus agentes passam por fases que vão desde a adaptação ao “novo”, a

equipar a escola, formação e finalmente, o estágio adulto que é quando os docentes

abrem asas pra voar.

5 De acordo com o dicionário Aurélio, metamorfose são mudanças de formas a que estão sujeitos

principalmente os insetos e batráquios. Significa transformação, mudança. Disponível em:

<http://www.dicionariodoaurelio.com/metamorfose>. Acesso em 12 de maio de 2015.

6 Pesquisa na íntegra disponível no endreço: http://revistaescola.abril.com.br/formacao/tecnologia-aula-

computador-escola-pesquisa-fundacao-victor-civita-aprendizagem-518769.shtml Acesso em 09 de março de

2016.

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Assim, tal como na natureza, as mudanças por causa da entrada das

tecnologias nas escolas tem sido um processo sofrido e demanda um longo tempo

para acontecer, uma vez que exige adequação da infraestrutura, formação de

professores, e adequação da comunidade acadêmica de modo geral.

Durante a inatividade do embrião da tecnologia, a escola se deparou com um

novo campo de conhecimento: a informática aplicada à educação. Papert (1985) ao

publicar seu livro Mindstorms: children, computers, and powerful ideas7 percebeu o

crescimento de uma cultura do computador na escola, e assim como o Brasil, as

escolas americanas investiram em computadores e centenas e milhares de

professores fizeram cursos para aprender a usá-los.

Toda essa novidade com o passar dos anos passou a ter um caráter

entusiástico justamente pelo fato de que algo novo e empolgante estava

acontecendo no meio escolar. As atenções aumentaram, e segundo Almeida (2009),

o fortalecimento e a popularização do computador em sala de aula trouxe o

surgimento de diversos projetos que buscaram disseminar conteúdos e informações

numa perspectiva de disseminação em massa. Nesse sentido, as condições do

clima e do crescimento da planta do campo da Educação passaram a ser favoráveis.

Diante das condições, o ovo com o embrião da tecnologia eclodiu e

transformou-se então em uma larva/lagarta. Nesta fase que é a mais duradoura, a

lagarta come mais das folhas da planta do campo da Educação para crescer e

guardar energia. Nesse crescimento contínuo a larva vai passando por um processo

de amadurecimento, onde é possível notar a sua percepção em relação à

importância do contato com a educação. Como resultado desse crescimento, a

lagarta passa a se deparar com novos pontos de vista e posicionar-se em relação a

cada um deles. Esse mecanismo vem provocar naturalmente duas posições:

ceticismo e otimismo.

Como afirma Valente (1999), a posição cética assume várias formas. A larva

pode começar a absorver a ideia de que o uso do computador na educação pode

provocar uma desumanização na educação. Esse argumento tem diversas

vertentes. Uma delas é a possibilidade da futura borboleta (o professor) ser

7 Mindstorms é um neologismo do autor que se dá pela união das palavras mind (mente, intelecto,

inteligência) e storm (tempestade).

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substituído pelo computador, o que eliminaria o contato natural borboleta/ovos na

continuidade de novos ciclos. Esse receio é mais evidente quando se adota o

paradigma instrucionista, porém voltaremos a este paradigma quando a borboleta

enfim conseguir sair do seu casulo. Outro argumento usado pela posição cética da

larva está relacionado à dificuldade de adaptação da administração escolar,

docentes e dos pais a uma abordagem educacional que eles mesmos não

vivenciaram em metamorfoses anteriores. Este certamente é o maior desafio para a

introdução da tecnologia na educação, o que implicaria numa mudança desde a

postura dos ovos nas folhas da planta da Educação até a formação das futuras

larvas e pupas.

A posição otimista das larvas, ainda de acordo com as ideias de Valente

(1999), as leva a perceber que o computador fará parte de suas vidas e que

necessitam estar preparadas para lidarem com essa tecnologia. Ao tomar essa

postura, a lagarta precisa se atentar para não cair no erro usual de introduzir o

computador como disciplina curricular no decorrer da metamorfose. O real objetivo

durante todo o processo de transformação é fazer com que as futuras larvas

aprendam através de computadores e possam dar continuidade de forma

harmoniosa aos processos vindouros.

Isso significa dizer que as borboletas precisam motivar e despertar a

curiosidade dos embriões. As antigas borboletas não conseguem competir com a

realidade do novo século em que os embriões estão se desenvolvendo: os novos

embriões estão aptos a trabalharem o raciocínio e a resolverem problemas.

Nessa perspectiva, surge o contato com uma nova área do conhecimento: a

Educação Tecnológica. Toda nova área emergente nesse processo de metamorfose

caracteriza-se como uma quebra de paradigma, então a preocupação passa a ser

como incorporar a tecnologia na vida selvagem das futuras borboletas.

Pesquisadores como Oliveira e Ventura (2008), Grispun (2001), Bastos

(2000), e Bueno (1999) que trabalham com Educação Tecnológica alertam sobre a

importância de se estabelecer um diálogo entre as borboletas e as futuras larvas em

fase de amadurecimento presentes em todos os setores e camadas sociais, pois

como afirmara Bastos (2000), envolve uma busca na formação de larvas

competentes e inventoras de novos processos que reflitam atitudes inovadoras e

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criativas. As larvas competentes, nesse caso, não serão aquelas que conhecem

apenas a técnica, mas aquelas que conseguem adquirir a capacidade de entender o

mundo e a sociedade tecnológica na qual está inserida. Partindo desse pressuposto,

a Educação Tecnológica forma larvas que posteriormente serão borboletas aptas a

compreenderem que além do computador, o sistema tecnológico é formado por

outros indivíduos, contextos e ramificações.

Ainda nesse estágio, a larva continua a produzir fios de seda ou semelhantes

que se prendem a superfície onde ela está. Esses fios podem ser definidos segundo

Feitosa (2013) como sendo a construção da racionalidade, eficiência e significância.

Assim, a escola passará a utilizar o recurso tecnológico como fator de motivação

para a construção do próprio conhecimento do aluno, presos nos fios da autonomia,

iniciativa, responsabilidade, criatividade, e interesse por pesquisa.

Apesar de ainda não ser o casulo propriamente dito, esses fios servem de

abrigo contra os predadores. Estes predadores são representados pelos gestores e

docentes que receiam e refutam o uso do computador na sala de aula, pois segundo

Valente (1999) pensam que serão substituídos pela máquina, ou temem pela falta de

capacitação para lidar com o novo recurso. Os medos expressados por esses

predadores na maioria das vezes são os responsáveis por abortar o processo.

Com o escudo contra a predação estabelecido, é possível atingir a fase de

pupa, em que depois de várias mudanças de pele resultantes do contato com os

novos campos do conhecimento, os fios produzidos serão usados para a construção

do verdadeiro casulo.

Esse casulo a que chamaremos de Robótica, é o resultado da junção de

todos os fios que foram tecidos ainda na fase anterior. De acordo com Jones, Flynn

e Seiger (1999), trata-se de uma área de trabalho e pesquisa multidisciplinar, pois

envolve conceitos e conteúdos de diferentes áreas do conhecimento.

Conforme o observado por Nehmzow (2000) é cada vez mais comum o uso

desse campo para auxiliar os seres humanos em inúmeras tarefas, desde um

simples eletrodoméstico até missões espaciais. Porém, é importante ressaltar que a

robótica não se resume apenas a tecnologia de ponta e projetos grandiosos que

estejam fora do entendimento da maioria das borboletas, está também presente nas

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escolas de rede pública e privada que já passaram pela metamorfose, e a utiliza

como um recurso potencializador de aprendizagem.

De acordo com Pozzebon e Frigo (2013), muitas vezes os alunos do ensino

médio ficam desmotivados em estudar os conteúdos do currículo por estes tratarem

de temas que são de difícil assimilação. Sob esse ponto de vista, a robótica tem se

destacado como ferramenta para motivação de estudantes no estudo das mais

diversas áreas das ciências em geral. Também no ensino médio são várias as

iniciativas de se usar robôs para auxiliar professores a reforçar conceitos principais

das disciplinas.

Estas iniciativas que são realizadas em longo prazo, correspondem ao

período em que a pupa em estado total de repouso fia seus tecidos e vai

modificando o seu corpo. As mudanças passam a corresponder às atividades que

são idealizadas para o ambiente escolar.

Após toda a confecção de fios e modificação estrutural, a borboleta estará

pronta. Nessa etapa ela utilizará todo o seu aprendizado para conseguir sair do

casulo, uma tarefa que não será fácil. Com movimentos lentos e precisos, será

necessário utilizar-se de estratégias para que seu corpo e todo o seu conhecimento

adquirido não sejam danificados durante a saída.

Finalizada a luta da adaptação e libertação de si mesma, a borboleta sai do

seu casulo e voa em conquista a liberdade no mundo da tecnologia. Esse período de

clausura concedeu-lhe as asas que necessitava para explorar o mundo da educação

sob novas perspectivas.

A principal atividade agora na fase adulta é a reprodução. A reprodução de

tudo que foi vivenciada na metamorfose da escola passa a ser agora em forma de

projetos que formarão novas borboletas multiplicadoras, como por exemplo, os

projetos de robótica que são pequenas projeções do que Papert (2010) chama de

efeitos de segunda ordem ou efeitos sistêmicos da presença do computador no

ambiente escolar. Esses efeitos em escala variam enormemente de uma escola para

outra, mas passam a ser potencialmente mais poderosos se comparados ao objetivo

de como a informática era utilizada inicialmente na educação.

Aqui abordamos um aspecto natural, a metamorfose. Todavia, a educação

escolar não é um ato natural. Ainda de acordo com Papert (2010), a escola tende

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constantemente a reduzir a aprendizagem a uma série de atos técnicos, reduzindo o

professor ao papel de técnico. Esta tecnicidade quando presente nas práticas

pedagógicas atua com uma barreira que favorece o rompimento de todo este

processo de transformação.

Quando tratamos do ensino de Biologia, é necessário se atentar ao fato de

que a grande quantidade de conteúdos que são abordados em sala de aula acaba

favorecendo a robotização entre professor e aluno, caracterizando uma educação

vertical. A metamorfose acontece justamente no sentido de transformar e eliminar a

tecnicidade e mecanização do ensino nas salas de aula.

Neste sentido, passamos a apresentar os passos da pesquisa que seguem a

ideia de metamorfose em aulas de Biologia sobre o filo dos artrópodes com

estudantes de uma escola da rede privada no estado da Paraíba.

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7 PERCURSO METODOLÓGICO

De acordo com Lüdke a André (1986), uma pesquisa se faz a partir do estudo

de um problema, que desperta o interesse de quem pesquisa e ao mesmo tempo

limita sua atividade a uma parcela específica do saber, a qual se compromete

aprofundar-se naquele momento. Caracteriza-se por reunir o pensamento e a ação

de uma pessoa ou grupo na tentativa de elaborar o conhecimento de aspectos da

realidade que servirão de soluções para o problema em questão. O conhecimento

construído é fruto da curiosidade, da inquietação e da atividade investigativa dos

indivíduos, dando continuidade ao que já foi construído pelos que trabalharam o

mesmo assunto ou correlatos anteriormente.

No caso da pesquisa proposta, a mesma se ajusta a partir do trabalho que

desenvolvemos através do uso da robótica em torneios com alunos do ensino

médio, como o mencionado na introdução.

A presente dissertação configura-se como um estudo exploratório descritivo,

pois conforme Gil (1987), este tipo de trabalho visa proporcionar uma maior

familiaridade com a problemática, além de aprimorar as ideias ao longo do seu

desenvolvimento. Caracteriza-se com um estudo descritivo, pois tem o objetivo de

descrever determinado fenômeno a partir da resposta dos sujeitos participantes.

Para o desenvolvimento da pesquisa, optamos por uma abordagem

qualitativa. Trabalhar com pesquisa em Educação é uma oportunidade ímpar em

que podemos reunir pensamento e ação na elaboração do conhecimento sobre os

aspectos do cotidiano.

Segundo Gatti e André (2010), o uso dos métodos qualitativos trouxe grande

e variada contribuição ao avanço do conhecimento em Educação, permitindo melhor

compreensão dos processos escolares, de aprendizagem, de relações, dos

processos institucionais e culturais, do cotidiano escolar em suas múltiplas

implicações, além das formas de mudança e resiliência presentes nas ações

educativas. Gatti e André (2010, p. 34) ainda ressaltam outras contribuições:

Todo esse conjunto de possibilidades para estudos de problemas em Educação ampliou o universo epistemológico da discussão dos fatos educacionais e permitiu, pelas novas posturas assumidas, um engajamento mais forte dos

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pesquisadores com as realidades investigadas, o que levou ao reconhecimento da relação próxima entre pesquisadores e pesquisados, criando um compromisso maior com as necessidades e possibilidades de melhorias socioeducacionais por meio de intervenções diretas nas realidades pesquisadas ou pelo envolvimento nos debates e na formulação das políticas educativas. (GATTI; ANDRÉ, 2010, p. 34).

As autoras Gatti e André (2010) ainda destacam quatro pontos importantes

das contribuições da investigação em Educação: a incorporação, entre os

pesquisadores em Educação, de posturas investigativas mais flexíveis que nos

permite iluminar aspectos e processos que permaneciam ocultados pelos estudos

quantitativos; constatar que, para compreender e interpretar grande parte das

questões e problemas da área de Educação, é preciso recorrer a enfoques e a

tratamentos multidimensionais; a retratação do ponto de vista dos sujeitos (os

personagens envolvidos nos processos educativos); e a consciência de que a

subjetividade intervém no processo de pesquisa e que é preciso tomar medidas para

controlá-la.

É importante ressaltar que a pesquisa qualitativa não se preocupa com a

quantificação dos dados, mas também não os exclui, dependendo dos dados que

possam interessar, e quando eles colaboram para uma melhor compreensão do

fenômeno.

Universo da Pesquisa

A pesquisa foi desenvolvida em uma escola da rede privada no estado da

Paraíba com alunos da segunda série do ensino médio durante os meses de

setembro a outubro do ano de 2015.

Os profissionais docentes que atuam na presente instituição contam com

ótimos recursos pedagógicos tais como biblioteca, laboratório de informática, sala de

robótica, salas de aulas equipadas com recursos audiovisuais, entre outros. A escola

conta com 13 professores efetivos, sendo 01 docente na área de Biologia. Optamos

por realizar a pesquisa na referida instituição porque fizemos parte da mesma como

docente.

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Os sujeitos

Os sujeitos participantes desta pesquisa são os alunos regularmente

matriculados na segunda série do ensino médio, sendo três turmas do turno integral

do ano de 2015, totalizando 83 alunos. São indivíduos dos sexos masculino e

feminino com uma faixa etária compreendida entre 14 e 18 anos.

A escolha desses alunos se deu em virtude do pesquisador ter atuado como

docente nas três turmas. Portanto, não houve critério na seleção dos mesmos, e

todos participam ativamente da pesquisa.

Apresentados o local e os sujeitos, passa-se a apresentar as três etapas que

compuseram a pesquisa.

Etapa 1 – Provocação da metamorfose na escola

Esta etapa compreende os primeiros momentos no ambiente onde foi

realizada a pesquisa. Na chegada à instituição apresentamos a proposta de

intervenção à comunidade escolar que inicialmente foi resistente ao convite de se

trabalhar com tecnologia nas aulas de Biologia.

A novidade gerou um lento processo de metamorfose na escola, no qual

houve a aceitação de alguns e à resistência de outros diante da inovação. Resistir

ao novo é um processo natural que gera sofrimento aos seus envolvidos, pois está

intimamente ligado à transformação do contexto em que se vive.

Apresentamos o recurso da robótica educacional para a promoção do ensino

e aprendizagem na abordagem dos artrópodes quelicerados. Este conteúdo rico em

detalhes agrupa uma grande quantidade de conceitos que necessitam ser mais bem

trabalhados pelo professor e melhor compreendidos pelos alunos.

Através de uma reunião em que foi possível expor os benefícios do uso de

robôs para a construção do conhecimento, a escola abriu-se à mudança rompendo o

ovo e dando continuidade ao seu doloroso processo de transformação, mas que foi

necessário para um repensar nas práticas pedagógicas vigentes no ambiente de

pesquisa.

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Sobre esta mudança, abordamos a seguir o desenvolvimento da segunda

etapa desta pesquisa: o ensino do filo artróphoda a partir de uma abordagem

através de aulas teóricas.

Etapa 2 – O ensino do filo artróphoda

Segundo Amabis e Martho (2010) o filo Arthropoda é o mais diversificado do

planeta com mais de um milhão de espécies catalogadas, sendo cerca de 900 mil só

de insetos. A mais marcante das características dos artrópodes é a presença de um

exoesqueleto que protege o corpo como uma armadura leve e resistente. De acordo

com Paulino (2015), os artrópodes são animais triblásticos, celomados, com simetria

bilateral, sistema digestório completo e corpo segmentado (Figura 05).

Figura 05 - Relação entre os tagmas da cabeça, do tórax e do abdome de um inseto adulto e os metâmeros da larva, a partir dos quais eles se originam.

Fonte: Amabis (2010, p. 267).

Na maioria dos artrópodes ocorre a fusão de metâmeros para formar certas

partes do corpo, a que genericamente chamamos de tagmas. Nos insetos, por

exemplo, a cabeça resulta da fusão dos seis metâmeros anteriores. Os três

metâmeros seguintes também se fundem para formar o tagma torácico, ou tórax. Os

últimos metâmeros permanecem separados, constituindo o tagma do abdome, onde

a metameria dos insetos é mais visível.

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Em relação a alguns crustáceos, há fusão dos metâmeros anteriores e

intermediários, originando um tagma denominado cefalotórax. Em alguns

artrópodes, como nos quilópodes, ocorre fusão de metâmeros intermediários e

posteriores originando um tagma denominado tronco.

Uma das características que dá nome ao filo é a presença de apêndices

articulados. O corpo dos artrópodes é revestido externamente por uma armadura

leve e resistente, o exoesqueleto, constituído basicamente pelo polissacarídeo

nitrogenado quitina. As longas moléculas de quitina formam uma malha rígida na

maior parte do corpo e um pouco mais flexível nas articulações. Em muitos

crustáceos, a malha quitinosa é impregnada de carbonato de cálcio (CaCO3),

constituindo uma couraça dura e espessa, como ocorre em caranguejos e lagostas.

Devido à sua rigidez, o exoesqueleto não permite o crescimento do corpo, por

isso, os artrópodes precisam trocá-lo periodicamente para poder crescer. A troca de

exoesqueleto denominada muda, ou ecdise, pode ocorrer várias vezes ao longo da

vida do animal. Durante a muda, a epiderme secreta um novo exoesqueleto embaixo

do antigo, que sofre uma rachadura dorsal e permite a saída do artrópode com seu

novo exoesqueleto. Este, inicialmente, é muito flexível, distendendo-se à medida que

o corpo do animal se expande, logo após a muda. Depois de alguns minutos ou de

algumas horas, dependendo da espécie, o novo exoesqueleto endurece e o

artrópode para de crescer. Uma nova fase de crescimento somente será possível

depois de outra muda de exoesqueleto.

Os artrópodes, conforme Amabis (2010) e Paulino (2015), estão divididos em

quatro grupos principais: Crustacea, Chelicerata, Hexapoda, e Myriapoda (Chilopoda

e Diplopoda). As características utilizadas nessa classificação são, entre outras: a

organização corporal; o número e os tipos de apêndices; a presença e o número de

antenas, Quadro 02.

Quadro 02 – Classes dos artrópodes e suas características. CLASSE DE ARTRÓPODES

Características Hexapoda

(Insetos)

Custacea

(Crustáceos)

Chelicerata

(Aracnídeos)

Chilopoda

(Quilópodes)

Diplopoda

(Diplópodes)

Hábitat principal Terrestre Água salgada ou doce

Terrestre Terrestre Terrestre

Desenvolvimento

Direto ou indireto

Direto ou indireto

Direto (exceto carrapatos)

Direto Direto

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Divisão do corpo Cabeça, tórax e abdome

Cefalotórax e abdome

Cefalotórax e abdome

Cabeça e tronco

Cabeça, tórax e abdome

Nº de pernas Seis Variável Oito Muitas: presença de um par em cada anel

Muitas: presença de dois pares em cada anel.

Antenas Um par (díceros)

Dois pares (tetráceros)

Ausentes (áceros)

Um par (díceros)

Um par (díceros)

Respiração Traqueal Branquial Pulmotraqueal

Traqueal Traqeual

Exemplos Barata, pulga, percevejo, cupim

Caranguejo, craca, camarão

Aranha, carrapato, escorpião

Centopeia ou lacraia

Embuá ou piolho-de-cobra

Fonte: Amabis (2010) e Paulino (2015)

A classe Chelicerata (quelicerados), que é o foco dessa pesquisa,

compreendem cerca de 80 mil espécies atuais. Uma característica típica desse

grupo é a presença de um par de quelíceras, estruturas afiadas que participam da

captura de alimento. A maioria dos quelicerados tem o corpo dividido em dois

tagmas — o cefalotórax, ou prossomo, e o abdome, ou opistossomo; eles

apresentam quatro pares de pernas e não têm antenas.

Figura 06 – Morfologia externa de um escorpião.

Fonte: Paulino (2015, p.37).

O clado Arachnida (aracnídeos), o maior dos grupos de quelicerados, reúne

aranhas, escorpiões, carrapatos e ácaros, animais adaptados ao ambiente de terra

firme. As aranhas vivem em matas, pântanos, desertos e casas. Muitas espécies

vivem no solo, entre rochas ou em buracos, enquanto outras vivem em teias que

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elas mesmas constroem. Os escorpiões são comuns em regiões áridas, passando o

dia escondidos em tocas e saindo à noite para caçar pequenos animais, geralmente

insetos.

Para que o aluno tenha o entendimento acerca do que é um quelicerado, se

faz necessário que ele primeiro compreenda alguns conceitos como cefalotórax,

quelícera, aracnídeo e pedipalpo. Semelhante ao processo de metamorfose descrito

anteriormente, esta compreensão se dá a partir do desenvolvimento do ovo em que

os alunos e professores vivem.

Este processo lento teve início a partir do amadurecimento do ovo através da

abordagem do conteúdo Chelicerata (Quelicerados) sendo trabalhado pelo professor

pesquisador nas três turmas por meio de uma metodologia convencional, isto é, a

aula expositiva. Os recursos utilizados nesta etapa da metamorfose foram quadro,

pincel, Datashow e o livro texto Biologia frente A / Os seres vivos: o reino Animalia,

de Wilson Roberto Paulino, Abril Educação, 2015, utilizado e adotado por toda rede

de ensino participante da pesquisa.

O livro didático utilizado nas turmas de segundo ano do ensino médio tem

como objetivo, no ensino dos artrópodes, caracterizá-los distinguindo as suas

principais classes. Em relação aos aracnídeos, são abordadas as características dos

seus principais representantes: aranhas, escorpiões, ácaros e carrapatos.

Conforme Pinheiro, Costa e Silva (2013), a Biologia é considerada pelos

estudantes do ensino básico como uma ciência que expõe diversos conceitos de

difícil aprendizagem. Esta característica geralmente está conectada ao nível de

abstração e a motivação dos estudantes frente alguns conteúdos.

Entre os conteúdos da grade curricular da disciplina de Biologia, segundo

Almeida (2007), os artrópodes configuram grande dificuldade para ensinar e

aprender, pois este grupo apresenta uma grande diversidade de espécies com

variadas formas e funções, o que traz para a sala de aula uma dificuldade em se

trabalhar uma grande quantidade de termos e a falta de tempo suficiente para uma

abordagem mais efetiva.

De acordo com Pinheiro, Costa e Silva (2013), uma forma de superar as

barreiras que impedem os alunos de saírem do seu casulo é a incorporação no

planejamento das aulas de atividades que estimulem os alunos a questionar e testar

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suas ideias. Reconhecendo as dificuldades em se trabalhar alguns conceitos

biológicos, especificamente o grupo dos artrópodes, torna-se necessário a

apropriação de ferramentas que auxiliem na construção do conhecimento.

Uma destas ferramentas foi pautada na construção de um ambiente que

permitiu a borboleta ao sair do seu casulo, desenvolver a capacidade de solucionar

as dificuldades que envolvem o ensino e a aprendizagem a partir dos recursos da

robótica. Para isso, desenvolvemos uma sequência didática na perspectiva da

Experiência de Aprendizagem Mediada com o uso de robôs, onde detalhamos a

seguir a terceira etapa realizada para alcançarmos este exemplo de transformação

trabalhando com alunos da segunda série do ensino médio.

Etapa 3 – A sequência didática

Para completar a metamorfose foi estabelecido um conjunto de propostas

relacionadas aos artrópodes quelicerados considerando uma ordem de

desenvolvimento. As aulas foram divididas em dois momentos, conforme a

sequência didática estabelecida (ver Apêndice II).

No primeiro momento, duas aulas foram direcionadas ao aspecto teórico

sendo ministradas de forma expositiva e dialogadas com auxílio de Datashow,

quadro branco, livro e apostila sobre o filo dos artrópodes onde enfatizamos a classe

dos quelicerados. Os alunos conheceram sobre os escorpiões e as estruturas que

compõem seu corpo.

Na aula 1 os escorpiões foram caracterizados como um dos representantes

do grupo dos artrópodes quelicerados. Na aula 2 os alunos construíram mapas

conceituais sobre os artrópodes, de forma a esquematizar o conhecimento adquirido

em sala de aula. Segundo Moreira (2011) os mapas mentais podem ser

representações válidas da estrutura conceitual/proposicional de um indivíduo,

podendo ser caracterizado como um instrumento de meta-aprendizagem.

O segundo momento da proposta didática refere-se sobre o aspecto prático

com o uso dos kits da LEGO Mindstorms. Os alunos foram divididos em grupos com

quatro integrantes cada, formando o construtor, o organizador, o programador, e o

apresentador/líder.

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Durante a aula 3, apresentamos aos alunos a situação-problema, que foi

divida em três partes: introduzindo o problema, compreendendo o problema, e

concebendo um plano.

Na introdução ao problema, utilizamos uma história em quadrinhos, conforme

mostra a Figura 07:

Figura 07 – História em quadrinhos para introdução ao problema.

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Fonte: Quadrinhos criados pelo pesquisador através da ferramenta online Toondoo (http://www.toondoo.com).

Como afirmara Feitosa (2013), essa ferramenta trabalha ao mesmo tempo os

dois hemisférios cerebrais, servindo de reforço à leitura por meio de uma linguagem

altamente dinâmica, amplia a capacidade de observação e expressão das pessoas,

e permite a transição entre o mundo das imagens e o mundo das palavras.

Para a compreensão do problema, o aluno teve a sua disposição um pequeno

texto que versa sobre os escorpiões, onde utilizamos o diálogo de duas pessoas

perdidas caminhando em um deserto. Esta etapa serviu para que o aluno

desenvolvesse possibilidades de compreensão na sua mente e conseguisse articular

alguns conceitos que foram vistos no primeiro momento, as aulas teóricas.

Após a compreensão, concebeu-se um plano. Aqui, o aluno foi convidado a

fazer um experimento em forma de montagem que simule o funcionamento de um

escorpião. Para isso, testamos duas situações: na primeira situação, o escorpião

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teve que andar sobre o chão; na segunda situação, o escorpião teve que encontrar

uma presa e picá-la com a sua cauda.

O aluno teve a oportunidade de utilizar o protótipo de montagem, e acesso

aos seguintes kits, conforme mostra a Figura 08:

Figura 08 – Kit LEGO® MINDSTORMS® EDUCATION base set.

Fonte: http://zoom.education/

Um conjunto básico que inclui três servomotores interativos que dão a

capacidade de movimento ao robô, sensores de rotação e de ultrassom, sensor de

luminosidade, sensor de som e dois sensores de toque, uma bateria recarregável,

rodas, cabos de ligação, manual para construções, e blocos LEGO® Technic para a

criação de uma grande variedade de modelos. Nesse caso, para a montagem do

escorpião, foi necessário o auxílio de outro kit, que chamamos de “almoxarifado” e

que contem peças adicionais, Figura 09.

Figura 09 – Kit LEGO® MINDSTORMS® EDUCATION resource set.

Fonte: http://zoom.education/

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Esta maleta possui grande variedade de peças que permite ampliar as

construções dos robôs, como estruturas, que foram necessárias para a construção

do escorpião. Após a montagem do escorpião, foi necessário programá-lo para

desempenhar as duas situações propostas. A programação é realizada com o

auxílio de um software, Figura 10.

Figura 10 – LEGO® MINDSTORMS® EDUCATION nxt software v.2.1

Fonte: http://zoom.education/

Este software de fácil utilização possui um robô educador, que disponibiliza

um guia com 46 tutoriais para os níveis iniciante e avançado. Aqui, foi possível o

aluno programar através de linguagem em blocos, e fazer com que o seu escorpião

desempenhe as funções que foram solicitadas. Ao término de todo o processo, cada

equipe criou o seu próprio Scorpion Digital, Figura 11.

Figura 11 – Protótipo do Scorpion Digital.

Fonte: Autor

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Após o termino da montagem do robô, os alunos responderam um caderno de

questões, onde articularam os conceitos adquiridos sobre os quelicerados na

estrutura montada pela equipe. Quando as questões já estavam resolvidas, cada

grupo se deslocou para a parte central da sala de aula e o apresentador/líder

apresentou o escorpião e explicou biologicamente como se deu a constituição do

corpo do animal e o seu desempenho nas duas situações propostas: o andar sobre

o chão, e o reconhecer e picar uma presa.

7.1 Resultados: Coleta, análise e discussão.

Apresenta-se a seguir a coleta, análise e discussão dos resultados.

Coleta e análise

Durante a apresentação de cada equipe realizamos a gravação em áudio da

explicação de cada um dos apresentadores/líderes. Não estabelecemos roteiro de

gravação, pois o mesmo foi a exposição de cada equipe na íntegra.

Utilizamos um questionário (ver Apêndice III) que aplicamos com os alunos o

qual agruparmos os dados obtidos para responder os questionamentos propostos

nesta pesquisa, sendo o instrumento composto de quinze perguntas: doze objetivas

e três subjetivas.

Após as gravações e aplicação dos questionários, os dados obtidos foram

analisados a partir dos critérios de mediação estabelecidos por Feuerstein (1994),

sendo consideradas as variáveis que determinam a qualidade de interação de

Experiência de Aprendizagem Mediada (Figura 12).

Figura 12 – Categorias utilizadas para análise dos dados.

Fonte: Dados da pesquisa

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Das doze categorias/critérios necessários para uma experiência de

aprendizagem mediada EAM, foram adotadas sete, das quais as categorias de 1 a 3

possuem natureza universal, e as categorias de 4 a 7 são as que melhores se

adequam ao objetivo proposto nesta pesquisa.

De acordo com Feuerstein (1994), a intencionalidade/reciprocidade (Categoria

1) visa identificar a experiência vivenciada pelo aluno a partir da clareza e expressão

das ações estimuladas pelo professor mediador. Neste caso, a reciprocidade

caracteriza-se como uma consequência natural da intencionalidade, ou seja, o aluno

tem de estar aberto e curioso pelo conteúdo abordado e mediado em sala de aula.

Para o significado (Categoria 2), analisamos a atribuição de valor ao objeto de

aprendizagem que está sendo utilizado no processo de mediação. A ampliação de

recursos, como a utilização do robô em sala de aula, agrega significados sociais,

afetivos e científicos, uma vez que torna o conteúdo atraente para o aluno.

Na transcendência (Categoria 3), avaliamos a capacidade do discente extrair

princípios generalizáveis de modo que possa aplicá-los em diversos contextos

diferentes daquele que foi vivenciado no momento da mediação. O aluno terá a

capacidade de aplicar os conceitos adquiridos com a montagem do Scorpion Digital

para outros animais que perecem à mesma classe dos quelicerados.

No sentimento de competência (Categoria 4) analisamos os processos

mentais. Aqui foi avaliada a interpretação do próprio desempenho por cada

integrante do grupo formado de quatro integrantes. Para isso, o aluno avaliou como

a sua função foi importante para o desenvolvimento da atividade proposta pelo o

mediador.

No comportamento de compartilhar (Categoria 5), avaliamos o raciocínio da

equipe como um todo para o desenvolvimento de estratégias a partir do raciocínio e

troca de ideias que são fundamentais para o interesse comum na resolução da

situação-problema que foi lançada pelo mediador: como o Scorpion andando pelo

chão, e fazer com que ele ao encontrar uma presa venha a picá-la.

Na busca e realização dos objetivos (Categoria 6) avaliamos as metas e

objetivos desenvolvidos pelos estudantes para alcançar o funcionamento do seu

robô quelicerado.

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Para o desafio: busca pelo novo e complexo (Categoria 7), identificamos a

possibilidade de modificação conceitual e pessoal. Para isso, traçaremos as

principais habilidades desenvolvidas ao longo do processo de interpretação e

execução da atividade proposta aos mediados. Durante a apresentação de cada

grupo com o seu robô, foi possível conhecer os principais conceitos do conteúdo que

foram aplicados para a construção do mesmo.

Discussão dos resultados

Sobre o aspecto teórico da segunda etapa desta pesquisa, que compreende

as duas primeiras aulas expositivas e dialogadas, os alunos conheceram as

principais características e estruturas dos escorpiões no grupo dos artrópodes. Ao

serem questionados se consideram que apenas as aulas teóricas foram suficientes

para a aprendizagem sobre o conteúdo, 37,3 % responderam que foram suficientes

enquanto 62,7% não consideraram as aulas suficientes.

Na ponderação dos aspectos essenciais para uma melhor aprendizagem nas

aulas de Biologia, os alunos tiveram a oportunidade de descrevê-los conforme

mostra o Quadro 03.

Quadro 03 – Respostas sobre os aspectos essenciais para melhoria nas aulas de Biologia.

Aspectos essenciais para uma melhor aprendizagem nas aulas de Biologia

Aluno 01: Bem, eu acho que para eu aprender melhor na aula de biologia é necessário

mais aulas práticas [...]

Aluno 23: [...] este conteúdo tem muito conceito que confudem a minha cabeça, é difícil

aprender eles.

Aluno 35: Eu gostaria de participar mais das aulas, igual nos filmes que alunos tem aula

nos laboratórios... acho muito legal.

Aluno 58: Acho muito bom quando o senhor traz tecnologia pra gente, o tempo passa

voando e a gente aprende mais fácil.

Fonte: Dados da pesquisa.

De acordo com Silva, Morais e Cunha (2011) os alunos possuem grandes

dificuldades de compreensão em algumas disciplinas, reconhecendo que a falta de

aulas práticas os tem prejudicado no seu desempenho escolar. Sob este ponto de

vista ao avaliarem a sua postura durante as aulas teóricas em nossa pesquisa, 75,9

% dos discentes se avaliaram como passivos, onde tiveram a oportunidade de

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apenas prestar atenção e fazer anotações no seu caderno em relação ao conteúdo

que estava sendo abordado.

Tornar o aluno ativo dentro do processo de aprendizagem é possível a partir

da viabilização de práticas dentro da disciplina de Biologia, mesmo tendo a ausência

de laboratórios e recursos; cabendo ao professor motivá-los e não se acomodar com

a escassez de ferramentas (SILVA, MORAIS, CUNHA, 2011).

Sob este ponto de vista, Miranda e Suanno (2012) desenvolveram um

trabalho realizando aulas práticas em um laboratório de informática, utilizando-se de

diversas ferramentas computacionais para favorecer a construção do conhecimento.

Trabalhando a motivação dos alunos na pesquisa, as autoras incentivaram a

integração, socialização e troca de conhecimento, a partir da utilização de técnicas

de construção.

Neste sentido, diante da importância do aluno construir e de realizar

atividades práticas como recurso potencializador da aprendizagem em sala,

discutiremos os resultados analisados a partir das categorias adotadas que foram

fundamentais para que a metamorfose fosse completa. Na primeira categoria

abordamos a questão de interação entre mediador e mediado.

Conforme Turra (2007, p. 303), a intencionalidade/reciprocidade pode ser

caracterizada como:

[...] um único critério que é indissociável na mediação. O mediador deliberadamente interage com o sujeito, selecionando, interpretando e interferindo no processo de construção do conhecimento. [...] A reciprocidade, como o próprio nome indica, implica troca, permuta. (TURRA, 2007, p. 303).

Durante o segundo momento em que foi trabalhado o aspecto prático com os

kits de robótica, o mediador provocou a curiosidade dos alunos apresentando uma

atividade de maneira motivadora e desafiadora. Os alunos divididos em grupos

foram apresentados a uma situação-problema. Na tentativa de resolução do

problema os alunos conseguiram colocar em prática as seguintes competências

conforme o Gráfico 01:

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Gráfico 01 – Competências desenvolvidas a partir da intencionalidade/reciprocidade na situação-problema.

Fonte: Dados da pesquisa.

A reciprocidade neste caso caracterizou-se como resultado da troca do que

foi compartilhado entre os pares mediado/mediador, despertando no aluno

competências que levam à iniciação à atividade. Conforme Da Ros (2002), a

reciprocidade torna-se possível quando o mediador compartilha a intenção que

move a proposta de interação colocando à disposição do aluno processos didáticos

que serão utilizados na tomada de decisões.

Segundo Pisacco (2006), a qualidade desta interação difere e transforma um

acontecimento qualquer num acontecimento mediado, o que nos revela grandes

diferenças entre o discurso do docente quando simplesmente transmite instruções e

propõe conteúdos curriculares, daqueles que o medeia para o aluno.

Desse modo, na segunda categoria (Significado), identificamos atitudes de

questionamento diante do propósito da atividade com a utilização da robótica que

levam o discente encontrar a relevância existente na atividade proposta (Quadro 04).

Quadro 04 – Respostas aos questionamentos que proporcionam a mediação do significado.

Questionamentos que proporcionaram o significado

Aluno 21: Professor, o que tem a ver usar os kits de robótica com biologia?

Aluno 34: Não consigo entender, é pra eu fazer um escorpião? Ele tem que funcionar?

Aluno 56: É muito complicado professor, acho que não dá pra fazer!

Aluno 63: Caraca, como eu vou fazer o escorpião reconhecer e picar a presa?

Aluno 65: Para que eu vou utilizar isso?

Fonte: Dados da pesquisa.

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Ao respondermos estes questionamentos, proporcionamos a criação de

condições de o mediado lidar com o robô, dando situações para o aluno sentir a

necessidade de trabalhar com ele. Diante da ampliação de recursos através das

dúvidas expostas pelos alunos foi possível conceber um plano de resolução, o que

acabou atribuindo significado. A atitude de encorajamento à busca de significados

por parte do mediador ofereceu ao aluno a aplicação de conceitos que foram

aprendidos anteriormente.

Uma característica importante da mediação através do significado conforme

Da Ros (2002) é o fato de ser uma fonte de significação contínua e intensiva no que

se refere aos aspectos lógicos e cognitivos existentes neste processo de interação,

o que acaba impulsionando o aluno para etapas mais elevadas de desenvolvimento.

A respeito destas etapas superiores de desenvolvimento, na transcendência

(Categoria 3), foi possível avaliar durante o processo de montagem dos robôs a

aquisição de conceitos que podem ser generalizados para outras situações. Neste

sentido, ao serem questionados sobre a relação das partes do corpo do robô com as

partes do corpo de um escorpião, 15,7 % dos alunos responderam que conseguiram

relacionar três partes do corpo, 34,9% relacionaram mais de três partes corpo e

49,4% fizeram relação com várias partes do corpo do robô com o animal. Ainda em

relação ao processo de montagem, foi possível identificar os conceitos assimilados

pelos mediados, conforme revela o Gráfico 02.

Gráfico 02 – Conceitos assimilados na categoria de transcendência.

Fonte: Dados da pesquisa.

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A transcendência referida nesta pesquisa conforme afirmara Pisacco (2009)

está relacionada à possibilidade de análise das diversas aplicabilidades, a qual não

está restrita apenas ao contexto dos escorpiões, mas em todos os animais que

compreendem a classe dos quelicerados como as aranhas e os ácaros. O ato de

transcender do aprendiz aqui nos revela a capacidade existente de integrar os

conceitos a outras estruturas, outros saberes e outros contextos, como por exemplo,

as outras classes dos artrópodes a exemplo dos hexápodes, crustáceos e os

diplópodes que também apresentam algumas estruturas como as que mais foram

citadas (abdômen, pernas e cauda) e sendo animais diferentes do estudado no

objeto de pesquisa.

No trabalho de Lima et al (2012), ao desenvolverem um robô imóvel que

simula uma tabela periódica, foi possível proporcionar a construção de conceitos de

forma conjunta, onde os alunos ao compreenderem a função dos componentes

químicos, transcenderam o conhecimento para outros cenários, como fatos naturais

(como o ciclo do hidrogênio e oxigênio) e do cotidiano (como a composição química

de cosméticos).

Segundo Battistuzzo (2009), a transcendência também ocorre quando há a

integração do novo ao conhecimento já existente. O aluno 79 falou a seguinte frase:

“Se conseguimos montar um escorpião, podemos montar também uma aranha, ou

até mesmo uma centopeia já que todos eles possuem algumas estruturas em

comum”. Esta visão sistêmica proporcionou uma ampliação dos conhecimentos que

estão interligados e a busca de novas relações, uma vez que mesmo com

componentes em comum, a montagem de um protótipo diferenciado requer uma

reelaboração de planos e estratégias que foram traçados durante a execução da

atividade.

A partir desta sistematização do conhecimento, identificamos os processos

mentais e avaliamos a experiência individual e de trabalho em grupo. Com 20

apresentadores/líderes, 21 construtores, 21 organizadores e 21 programadores

participantes desta pesquisa, o sentimento de competência (Categoria 4) de acordo

com as ideias de Pisacco (2009) só foi possível ser vivenciado a partir da

experimentação (Figura 13).

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Figura 13 – Experiência de trabalho em grupo com a programação do Scorpion Digital.

Fonte: Dados da pesquisa

Meier (2010) afirma que a escola é um lugar especial de experiências de

sucesso, de realizações, conquistas, e competência. Sobre o trabalho em grupo

como no caso da programação do Scorpion, Feitosa (2013) aborda a necessidade

de algumas atitudes e habilidades intelectuais que são necessárias para a resolução

da situação-problema lançada e interpretação dos textos, onde foi possível

identificar algumas nos alunos conforme nos revela o Gráfico 03.

Gráfico 03 – Atitudes e habilidades intelectuais que levam ao sentimento de competência.

Fonte: Dados da pesquisa.

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A cooperação nos revelou a disposição em se trabalhar de maneira eficaz

com outras pessoas em um grupo a partir da ajuda mútua. A disciplina indicou o

cumprimento das regras e dos papéis estabelecidos no grupo. O envolvimento nos

remeteu as responsabilidades pelos resultados obtidos na execução do trabalho. A

capacidade de iniciativa propôs o desenvolvimento de uma atividade de forma

espontânea e cuidadosa na tomada de decisões. A capacidade de integrar nos

revelou a adaptação e divisão de trabalho entre os integrantes de cada grupo.

Manter o diálogo foi fundamental para troca de ideias e opiniões até uma decisão

conjunta dos mediados. Ser objetivo na argumentação proporcionou a formação de

um pensamento sistêmico e estratégico para a resolução da atividade proposta na

pesquisa. E a participação, que foi fundamental para às contribuições ao grupo e

ouvir as opiniões dos demais.

Conforme Pisacco (2009), algumas condições foram necessárias para a

promoção destas atitudes e habilidades intelectuais durante os processos de

decisões e montagem do robô: a seleção de atividades que estão adaptadas ao que

o aluno mediado tem conhecimento e ao esforço requerido do mesmo, o estímulo a

percepção de situações onde o aluno possa atuar como autor (como as decisões

para programação das atividades do robô), a análise dos processos vivenciados, e a

contribuição para o sentimento de competência em outras situações escolares.

No comportamento de compartilhar (Categoria 5), revelamos o desempenho

na resolução da situação-problema que foi lançada pelo mediador: colocar o

Scorpion para andar sobre o chão, e fazer com que ele ao encontrar uma presa

venha a picá-la.

Aqui nos referimos ao encontro dos sujeitos numa ação de troca de aspectos

cognitivos. As dificuldades e ganhos compartilhados transformaram-se em

aprendizagem para todos, favorecendo a aprendizagem a partir da experiência do

outro. Isto foi possível ser identificado nos testes de programação de execução do

robô (Figura 14).

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Figura 14 – Teste do desempenho da programação do Scorpion Digital.

Fonte: Dados da pesquisa

Durante os testes de programação pudemos observar os alunos ajudando uns

aos outros na montagem dos comandos em blocos para deslocamento e

desenvolvimento da parte sensorial do robô, esta interação também foi observada

no trabalho de Garcia e Soares (2014), onde o aluno mediado passou a atuar como

um mediador dos doutros membros do grupo. Como havia sido explicado nas aulas

teóricas, o escorpião utiliza sua cauda para injetar seu veneno nas suas presas em

um movimento para frente através do seu sistema muscular. Através das

engrenagens e da utilização de motores, os alunos conseguiram reproduzir este

sistema.

O desempenho do robô imitando o comportamento de um escorpião real só

foi possível através da busca e realização dos objetivos (Categoria 6). Avaliamos as

metas desenvolvidas pelos alunos para alcançar tais funcionamentos a partir das

estratégias que foram traçadas.

O aluno 82: “Nosso planejamento para a realização da tarefa aconteceu a

partir dos conceitos que nosso grupo conseguiu adquirir com a montagem do

Scorpion Digital, pois foram fundamentais para associar ao que estávamos

construindo. Para a programação realizamos em combinações de possibilidades,

pois o tempo disponível era pouco para fazermos várias programações e ficar

testando de uma em uma. Utilizamos este caminho por ser mais fácil e rápido...

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depois salvamos a programação e copiamos para o robô... posso mostrar pra

você?”.

Ao término das atividades, o apresentador/líder de cada grupo dirigiu-se para

o centro da sala para apresentar o seu Scorpion Digital. Na Categoria 7 (Desafio:

busca pelo novo e complexo) identificamos a aquisição dos principais conceitos

abordados no ensino dos artrópodes quelicerados (Quadro 05).

Quadro 05 – Argumentação dos apresentadores/líderes na apresentação do desafio na

busca pelo novo e complexo.

Apresentação do resultado no desafio na busca pelo novo e complexo

Aluno 39: Antes de começar a apresentação do Scorpion da minha equipe, eu gostaria de

dizer que no início para gente esta tarefa parecia ser quase impossível de se resolver.

Como a gente ia fazer o robô funcionar com as características semelhantes do escorpião?

Conseguimos, tô feliz! Agora vou apresentar pra vocês [...]

Aluno 44: Bem, essa parte quadrada, o processador, é o abdome do Scorpion de onde

saem às patas e no final temos a cauda que tem o ferrão no final. A picada desse ferrão é

muito dolorida e também é venenosa. Dependendo da espécie o veneno pode ser letal [...]

Aluno 46: Esse dois negócio aqui na frente em forma de garra é o professor disse na outra

aula...o... os pedipalpos que ajudam para pegar o alimento. Esta cabeça aqui é o

cefalotórax e na ponta também a gente tem as quelíceras... é um par e são afiadas [...]

Aluno 16: [...] ah, eu ia esquecendo de falar, o nosso Scorpion tem oito pernas, igual aos

escorpiões de verdade. Foi a primeira coisa que eu pensei na hora de montar junto com a

cauda.

Fonte: Dados da pesquisa.

A organização de atividades que permitem ao aprendiz se depararem com

novas situações é o marco inicial na mediação do desafio. O grau de desafio da

tarefa é difícil e relaciona-se com dois eixos: a familiaridade e a complexidade, o que

resulta em facilidade ou dificuldade (FEUERSTEIN, 1994, p. 45).

Esta facilidade identificada na presente pesquisa levou 89,2% dos alunos a

terem o desejo de aprender sobre outros conteúdos da biologia através do uso de

robôs. As atividades com robótica educacional, conforme Cabral (2010), nos dá

indícios de que o caminho a trilhar para resolução de problemas e desenvolvimento

da criatividade dos alunos é possibilitar que eles próprios possam agir, e atuarem

como protagonistas neste processo de ensino e aprendizagem.

Neste sentido, diante dos resultados obtidos na pesquisa, surgiu a

necessidade do desenvolvimento de um produto final visando contribuir para a

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realização da construção, projeção, programação e resolução dos problemas

lançados pelo mediador, além de se servir como ferramenta para outros docentes

em Biologia e/ou áreas afins que pretendem usá-lo como modelo para aplicação em

outros contextos e conteúdos curriculares. A seguir, descrevemos detalhadamente

como foi estruturado este produto educacional.

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8 PRODUTO FINAL

O produto final trata-se de um fascículo para auxiliar o mediador e ajudar o

aluno durante a realização dos desafios para a aprendizagem acerca dos artrópodes

quelicerados (ver Apêndice IV). Este material foi estruturado a partir dos seguintes

itens: introdução do problema, compreensão do problema, idealização de um plano,

organização e montagem, e sistematização do conhecimento, conforme

descreveremos a seguir.

Na introdução ao problema, utilizamos primeiramente uma história em

quadrinhos com o objetivo de chamar a atenção do aluno para o conteúdo proposto,

e que já foi visto anteriormente nas aulas teóricas. Em seguida, é realizada a

seguinte pergunta: Como é que um escorpião, que não possui ossos (esqueleto),

consegue mover-se e mexer a sua cauda? Neste sentido, é realizada uma breve

revisão em que é possível lembrar ao aluno que estes animais possuem o seu corpo

formado por apêndices articulados, e que as os mesmos possibilitam a realização de

tais movimentos.

Para compreensão do problema, enfatizamos a necessidade dos

escorpiões possuírem musculaturas que, quando tensionadas e relaxadas,

movimentam as pernas, quelíceras, pedipalpos, e a cauda. Ainda no sentido de

favorecer a compreensão, disponibilizamos um texto que aborda o diálogo de dois

indivíduos caminhando em um deserto na Patagônia, ampliando o conhecimento

sobre a temática abordada.

Após este momento, o aluno é convidado para idealização de um plano.

Utilizando a experiência dos sujeitos no diálogo, será realizada a montagem de um

escorpião simulando os movimentos do ser vivo. São testadas duas situações: a

primeira, em que o escorpião andará sobre o chão; e a segunda, em que o animal

irá identificar e picar uma presa. Será discutido com os membros de cada equipe a

melhor maneira para resolver estas situações.

Na organização e montagem, será iniciada a construção do Scorpion Digital.

Para o acesso ao protótipo, disponibilizamos um link do material, e com o arquivo

aberto, o organizador irá separar as peças dos kits LEGO MINDSTORMS. Ao

mesmo tempo em que é realizado este processo, a equipe discutirá junto com o

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programador como solucionar os desafios lançados. Para ajuda-los, será

disponibilizada uma dica.

O grupo terá como ferramenta de auxílio o software Robô Educador, que é

parte integrante do kit e fornece tutoriais necessários para a realização da

programação em blocos. Após esta etapa, a equipe poderá testar os comandos

juntando as duas situações que lhes foi dada anteriormente.

Ao final, o apresentador/líder irá apresentar seu Scorpion Digital para os

demais, revelando como as funções integradas no robô podem ser desempenhadas

numa perspectiva biológica.

Para sistematização do conhecimento, serão testados os conhecimentos

sobre as partes que compõem o corpo de um escorpião. São realizadas cinco

perguntas subjetivas:

Analisando o robô como um todo, quais partes correspondem à divisão

correta do corpo de um escorpião real?

O motor, que proporciona o movimento das pernas do escorpião,

desempenha a função de qual estrutura que está associada aos apêndices

articulados?

Biologicamente, como é possível explicar o mecanismo de identificação do

obstáculo (presa) com o Scorpion Digital?

Junto à cabeça do robô existem algumas estruturas anexadas. Elas

correspondem a quais partes de um escorpião?

Sem a programação, a equipe não seria capaz de movimentar o robô.

Biologicamente, qual o sistema responsável pela percepção do ambiente

nesses animais? Justifique.

Desta forma, com a utilização deste fascículo, os alunos poderão estabelecer

soluções para o desafio proposto, ao mesmo tempo em que reforçam os conceitos

adquiridos durante o processo de montagem e através da resolução das atividades

propostas.

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CONSIDERAÇÕES FINAIS

Ao final desta pesquisa, na qual se investigou a utilização da lego robótica

como recurso inovador para a aprendizagem do Filo Arthropoda, baseada nas

contribuições de Seymour Papert e da Experiência de Aprendizagem Mediada de

Reuven Feuerstein, é importante ressaltar alguns pontos que são necessários para

pensar e refletir a prática a partir dos resultados obtidos com esta investigação.

Destacamos primeiramente a relevância do estudo bibliográfico realizado para

a escrita deste trabalho, iniciado com a pesquisa de manuscritos em espanhol,

francês, inglês e português, que nos forneceu subsídios para a conexão com os

autores que estão embasados nesta dissertação.

Um fator preponderante na realização desta pesquisa foi perceber que com a

elaboração do fascículo, os alunos terão a oportunidade de atuar como

protagonistas no processo de ensino e aprendizagem, além de proporcionar o

acesso à temática dos artrópodes quelicerados sob uma perspectiva diferenciada da

teórica, através da construção.

A aprendizagem do conteúdo por meio desta ferramenta torna-se mais

efetiva, pois proporciona ao aluno participar ativamente de toda a atividade,

facilitando a aprendizagem dos conceitos e terminologias necessárias, além de

favorecer o aprender construindo. Através do trabalho em equipe, os alunos se

sentiram a vontade para questionar, permitindo a expressão livre e discussão de

ideias entre os envolvidos.

No que diz respeito às melhorias na prática docente, a robótica educacional

favorece também o estreitamento de laços entre professor e aluno, uma vez que o

professor deixa de ser um mero transmissor de conhecimento passando a atuar

como mediador.

A utilização do modelo de experiência de aprendizagem mediada de Reuven

Feuerstein utilizado neste trabalho nos fez perceber que o processo educativo vai

muito além de um conjunto fracionado em etapas, possibilitando uma reflexão

contínua da prática docente.

Ressaltamos que a tecnologia por si só não é a responsável pelo processo de

metamorfose no sistema educacional, o que cabe aos profissionais da educação

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articular os conhecimentos adquiridos na academia para utilizar esta ferramenta da

melhor maneira possível.

A resolução da situação-problema não se configura como um único meio para

aprendizagem dos conteúdos da grade curricular de estudantes do ensino médio,

mas representou uma oportunidade dos sujeitos envolvidos nesta pesquisa de

buscarem a superação e ter uma aprendizagem mais efetiva.

Todavia, se os procedimentos utilizados ao longo deste trabalho podem ser

aplicados a outras realidades educacionais, temos então uma questão relevante

para encaminhamentos e pesquisas futuras, uma vez que a robótica educacional

aplicada aos conteúdos biológicos ainda é uma prática pouco utilizada nas escolas.

Por fim, compreendemos que ainda há um longo caminho a ser percorrido,

uma vez que ainda existem escolas que não passaram ou que ainda são resistentes

ao processo de metamorfose sofrido mediante a implantação e utilização das novas

tecnologias educacionais, a exemplo da robótica.

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APÊNDICES

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APÊNDICE I

LEVANTAMENTO DOS TRABALHOS CORRELATOS COMPREENDIDOS ENTRE

2010 E 2014.

Nº Autor (es) Título Objetivo Instituição/

Ano

01

ANDREUCCI

, C.;

BRANDT-

POMARES,

P.;

CHATONEY,

M.;

GINESTIÉ, J.

L’organisation des

curricula d’éducation

technologique dans

différents pays

européens : approche

comparative et impact

du point de vue du

genre

Cette contribution tente de

faire la synthèse des

apports fournis sur la

question du rapport entre

genre-curriculum et genre-

pratiques de classe dans le

cadre du projet Européen

UPADTE (Understanding

and Providing a

Developmental Approach to

Technology Education).

Université de

Provence.

INRP

France, 2010.

02

CABRAL, C.

P.

Robótica educacional

e resolução de

problemas: uma

abordagem

microgenética da

construção do

conhecimento.

Investigar as estratégias

cognitivas de resolução de

problemas em Robótica

Educacional (RE) utilizando

o kit semiestruturado Lego

Mindstorms e programação

RoboLab.

Universidade

Federal do Rio

Grande do Sul,

2010.

03

FRANCISCO

JUNIOR, N.

M.;

VASQUES,

C. K.;

FRANCISCO

, T. H. A.

Robótica educacional

e a produção

científica na base de

dados da CAPES

Apresentar elementos de

uma dissertação de

mestrado em educação e

tem por tema a robótica

educacional no contexto da

produção científico-

acadêmica brasileira.

Centro

Universitário

Barriga Verde

– UNIBAVE,

2010.

04

GUEDES, A.

L.

KERBER, F.

M.

Usando a robótica

como meio educativo

Usar a robótica como meio

educativo, a fim de

proporcionar ao estudante,

com a interação do robô

lego mindstorms, melhor

compreensão a respeito

dos temas abordados em

sala de aula e relacionados

com seu cotidiano.

Universidade

do Oeste de

Santa

Catarina,

2010.

05

MIRANDA, L.

C.

SAMPAIO, F.

F.

BORGES, J.

RoboFácil:

Especificação e

Implementação de um

Kit de Robótica para a

Realidade

Apresenta as tecnologias

associadas a um kit de

robótica de baixo custo com

fins educacionais

desenvolvidos com o intuito

Universidade

Federal do Rio

de Janeiro,

2010.

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A. S. Educacional Brasileira de promover um maior

acesso a esse tipo de

recurso didático nas

escolas brasileiras

06

D’ABREU, J.

V. V.;

MIRISOLA,

L. G. B.;

RAMOS, J. J.

G.

Ambiente de robótica

pedagógica com

Br_GOGO e

computadores de

baixo custo: uma

contribuição para o

Ensino Médio

Apresentar experimentos

para alunos do ensino

médio integrando estes

computadores, a Br-Gogo e

materiais alternativos em

um ambiente RPBC.

Núcleo de

Informática

Aplicada à

Educação -

NIED/UNICAM

P, 2011.

07

CELINSKI, T.

M. et al

Robótica Educativa:

uma proposta para o

reuso do lixo

eletrônico em uma

atividade de extensão

universitária .

Relatar a experiência de um

programa extensionista em

relação ao descarte

consciente do lixo

eletrônico e discutir a

viabilidade do reuso de

parte deste material em

oficinas de robótica

educativa de baixo custo a

serem realizadas com as

escolas da região de Ponta

Grossa.

Universidade

Estadual de

Ponta Grossa,

2012.

08

D’ABREU, J.

V. V.;

GARCIA, M.

F.

Robótica pedagógica

e currículo

Discutir a robótica

pedagógica numa

abordagem que se sustenta

na realização de atividades

simples de robótica,

passando pela

implementação de projetos

de caráter interdisciplinar e,

desembocando na

integração da robótica ao

currículo escolar.

Núcleo de

Informática

Aplicada à

Educação –

NIED/UNICAM

P, 2012.

09

D’ABREU, J.

V. V. et al

Robótica educativa /

pedagógica na era

digital.

Discutir a Robótica

Educativa sob a ótica de

desenvolvimento de

atividades, na sala aula,

utilizando computadores e

material alternativo de baixo

custo.

Núcleo de

Informática

Aplicada à

Educação -

NIED/UNICAM

P, 2012.

10

GARCÍA, Y.;

REYES, D.

Robótica educativa y

su potencial mediador

en el desarrollo de las

competencias

asociadas a la

alfabetización

Analizar el potencial de la

Robótica Educativa en el

desarrollo de competencias

relacionadas con la

alfabetización científica,

específicamente en el

Universidad

Metropolitana

de Ciencias de

la Educación.

Chile, 2012.

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científica desarrollo de habilidades de

pensamiento científico.

11

LIMA, W. F.

et al

A robótica

educacional no ensino

de Química,

elaboração,

construção e

aplicação de um robô

imóvel no ensino de

conceitos

relacionados à tabela

periódica.

Apresenta a elaboração,

desenvolvimento e

aplicação de um robô do

tipo Imóvel, chamado robô

imóvel tabela periódica

(ritp).

Instituto de

Química –

UFG, 2012.

12

MARTINS, N.

F.;

OLIVEIRA,

H. C.;

OLIVEIRA,

G. F.

Robótica como meio

de promoção da

interdisciplinaridade

no ensino

profissionalizante

Mostrar que o uso da

robótica é uma importante

ferramenta para a

promoção da

interdisciplinaridade e

propor o uso de tal

ferramenta como forma de

melhorar a integração dos

conhecimentos das

disciplinas de alguns cursos

técnicos oferecidos pelos

Institutos Federais no

Brasil.

Instituto

Federal de

Educação,

Ciência e

Tecnologia do

Espírito Santo

(IFES), 2012.

13

MIRANDA, J.

R.;

SUANNO, M.

V. R.

Robótica na escola:

ferramenta

pedagógica inovadora

Analisar aulas de robótica

pedagógica desenvolvidas

em um caso específico no

qual há forte envolvimento

e motivação de alunos e

professor.

Universidade

Estadual de

Goiás (UEG),

2012.

14

MORENO, I.

et al.

La robótica educativa,

una herramienta para

la

Enseñanza-

aprendizaje de las

ciencias y las

tecnologias

Analiza la robótica

educativa como una

herramienta de apoyo al

proceso de enseñanza-

aprendizaje, a nivel de pre-

media, orientada

principalmente a

asignaturas complejas

como la matemática, física

e informática, entre otras.

Universidad

Tecnológica

de Panamá,

2012.

15

OLIVEIRA,

D. et al.

Uma proposta de

ensino-aprendizagem

de programação

Utilizando robótica

educativa e

storytelling

Diagnosticar entre os

professores de ciências

naturais, como vem sendo

desenvolvida a formação e

o trabalho com o uso da

robótica educativa em uma

Instituto de

Educação da

Universidade

de Lisboa,

2012.

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escola pública do município

de São Vicente do Seridó –

PB.

16

REBOLLO,

G. O.

Robótica como

asignatura en

enseñanza

secundaria.

Resultados de una

experiencia educativa

Presentar la experiencia de

la

implantación de la

asignatura de nueva

creación “Robótica” que se

inició en el I.E.S

Instituto de

Educación

Secundaria

Turaniana,

Roquetas de

Mar, Almería,

España, 2012.

17

ALIMISIS, D. Educational robotics:

Open questions and

new challenges

Investigates the current

situation in the field of

educational robotics and

identifies new challenges

and trends focusing on the

use of robotic technologies

as a tool that will support

creativity and other 21st-

century learning skills.

School of

Pedagogical

and

Technological

Education,

Patras,

Greece, 2013.

18

ALTIN, H.;

PEDASTE,

M.

Learning approaches

To applying robotics

in

Science education

Evaluates different

approaches used nowadays

to teach with robots.

University of

Tartu, Estonia,

2013.

19

DATTERI, E.;

ZECCA, L.;

LAUDISA, F.;

CASTIGLION

I, M.

Learning to explain:

the role of educational

robots in science

education

Explore the potential

educational value of a form

of robot-supported

educational activity that has

been little discussed in the

literature.

University of

Milano-

Bicocca,

Milano, Italy,

2013.

20

FRIGO, L. B.

et al

Tecnologias

computacionais como

práticas motivacionais

no ensino médio.

Descrever um projeto de

extensão universitária cujo

objetivo é levar para

escolas públicas de ensino

médio, oficinas de

informática que enriquecem

e favorecem o processo de

ensino aprendizagem.

Universidade

Federal de

Santa Catarina

(UFSC), 2013

21

GAUDIELLO,

I.; ZIBETTI,

E.

La robotique

éducationnelle : état

des lieux et

perspectives

Educational robotics:

Survey and

perspectives

Cet article fournit un état de

l’art critique sur la RE, ses

origines et son

positionnement au sein des

technologies de

l’information et de la

communication pour

l’enseignement (TICE). Il

analyse les finalités

éducatives atteignables en

Laboratoire

Chart-Lutin

(cognition

humaine et

artificielle),

EPHE Paris,

2013.

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fonction du statu et des

modalités d’apprentissage

spécifiques aux différents

types de robot.

22

KALIL, F. et

al

Promovendo a

robótica educacional

para estudantes do

ensino médio público

do Brasil.

Relato de experiência sobre

o uso de robótica

educacional com alunos do

ensino médio público

brasileiro.

Faculdade

Maeridional –

IMED, 2013.

23

TRENTIN, M.

A. S. Et al

Robótica como

recurso no ensino de

ciências.

Verificar como a

apropriação da Robótica

Educacional Livre, através

de processos educativos

escolares, pode constituir-

se em uma alternativa

metodológica inovadora

para o ensino de ciências e

matemática a partir do

desenvolvimento de

equipamentos robóticos

baseados em software e

hardware livres.

Universidade

de Passo

Fundo, 2013.

24

FIORIO, R.

et al

Uma experiência

prática da inserção da

robótica e seus

benefícios como

ferramenta educativa

em escolas públicas.

Analisar se houve e quais

foram as mudanças no

comportamento dos alunos

que participaram do curso

de robótica do PIBID da

Universidade Tecnológica

Federal do Paraná do

campus de Francisco

Beltrão do curso de

Licenciatura em Informática

nas suas primeiras

experiências como docente.

Universidade

Tecnológica

Federal do

Paraná

(UTFPR),

2014.

25

FORNAZA,

R.;

WEBBER, C.

G.

Robótica educacional

aplicada à

aprendizagem em

física

Identificar e desestabilizar

concepções errôneas sobre

gravidade, movimento e

atrito.

Universidade

de Caxias do

Sul (UCS),

2014.

26

GARCIA, M.

C. M.

SOARES, H.

F. B.

Robótica educacional

e aprendizagem

colaborativa no

ensino de biologia:

discutindo o conceito

de sistema nervoso

Elaborar e desenvolver

robôs reaproveitando

materiais para debater

conceitos de biologia em

um ambiente lúdico de

aprendizagem verificando

como a robótica

educacional facilita o

aprendizado dos alunos do

Universidade

Federal de

Goiás, 2014.

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nível médio de ensino

27

JIMÉNEZ,

M.;

CERDAS, R.

La robótica educativa

como agente

promotor del estudio

por la ciencia y la

tecnología en la

región atlántica de

Costa Rica

Destacar la importancia de

la utilización de la robótica

educativa para motivar e

incentivar el interés por el

estudio de la ciencia y la

tecnología em sectores de

la población rural con

limitado acceso a las

tecnologías de información

y comunicación (TIC).

Universidad de

Costa Rica,

2014.

28

LIRA, M. E.

O. C.; SILVA,

T. P.; SILVA,

G. N.

Diagnóstico das

concepções dos

professores de

Ciências Naturais

frente ao trabalho

com a Robótica

Educativa em uma

escola pública do

Estado da Paraíba.

Diagnosticar entre os

professores de ciências

naturais, o uso robótica

educativa em uma escola

pública do município de

São Vicente do Seridó - PB.

Universidade

Estadual da

Paraíba

(UEPB), 2014.

29

MARQUEZ,

J.;

HERNANDO,

J.

Robótica educativa

aplicada a la

enseñanza básica

secundaria

Difundir el conocimiento

sobre el diseño y

construcción básica de

robots, mediante la

capacitación presencial y

virtual, que persigue

motivar y crear con ello el

interés a los participantes

por la ciencia, la

ingeniería y la tecnologia.

Universidad de

Cundinamarca

, Chía, 2014.

30

PEREIRA

JUNIOR, C.

Robótica educacional

aplicada ao ensino de

Química: colaboração

e aprendizagem

Detalhar uma experiência

de utilização da robótica

pedagógica no ensino de

ciências, mais

especificamente no ensino

de química.

Universidade

Federal de

Goiás, 2014.

Fonte: Pesquisa realizada pelo pesquisador.

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APÊNDICE II

SEQUÊNCIA

DIDÁTICA Tema: Filo Arthropoda

Conteúdo: Quelicerados

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SEQUÊNCIA DIDÁTICA

Tema: Filo Arthropoda

Conteúdo: Subfilo Chelicerata – Classe

Arachnida

Área: Ciências da Natureza

Disciplina: Biologia Nível: Ensino Médio / 2ª Série

APRESENTAÇÃO

Os artrópodes (filo Arthropoda) são animais triblásticos, celomados, com

simetria bilateral, sistema digestório completo e corpo segmentado (metameria).

Na maioria dos artrópodes, ocorre fusão de metâmeros para formar certas

partes do corpo, genericamente denominadas tagmas. Nos insetos, por exemplo, a

cabeça resulta da fusão dos seis metâmeros anteriores. Os três metâmeros

seguintes também se fundem para formar o tagma torácico, ou tórax. A maioria dos

últimos metâmeros permanece separada, constituindo o tagma do abdome, onde a

metameria dos insetos é mais visível.

Em alguns crustáceos, há fusão dos metâmeros anteriores e intermediários,

originando um tagma denominado cefalotórax. Em alguns artrópodes, como nos

quilópodes, ocorre fusão de metâmeros intermediários e posteriores, originando um

tagma denominado tronco.

Os artrópodes estão divididos em quatro grupos principais: Crustacea

(camarões, siris, lagostas etc.), Chelicerata (aranhas, escorpiões, ácaros etc.),

Hexapoda (insetos, colêmbolos etc.) e Myriapoda (lacraias, piolhos-de-cobra etc.).

As características utilizadas nessa classificação são, entre outras: a organização

corporal; o número e os tipos de apêndices; a presença e o número de antenas.

Os quelicerados — aranhas, escorpiões, carrapatos, ácaros, límulos etc. —

compreendem cerca de 80 mil espécies atuais. Uma característica típica desse

grupo é a presença de um par de quelíceras, estruturas afiadas que participam da

captura de alimento. A maioria dos quelicerados tem o corpo dividido em dois

tagmas — o cefalotórax, ou prossomo, e o abdome, ou opistossomo; eles

apresentam quatro pares de pernas e não têm antenas.

O clado Arachnida (aracnídeos), o maior dos grupos de quelicerados, reúne

aranhas, escorpiões, carrapatos e ácaros; animais adaptados a ambientes de terra

firme. As aranhas vivem em matas, pântanos, desertos e casas. Muitas espécies

UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Educação

Matemática Área de concentração: Ensino de Biologia

Linha de pesquisa: Cultura científica, tecnologia, informação e comunicação.

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vivem no solo, entre rochas ou em buracos, enquanto outras vivem em teias que

elas mesmas constroem. Os escorpiões são comuns em regiões áridas, passando o

dia escondidos em tocas e saindo à noite para caçar pequenos animais, geralmente

insetos.

Aranhas e escorpiões são temidos porque algumas espécies produzem

peçonhas (venenos) muito poderosas. As aranhas injetam a peçonha na presa por

meio das quelíceras, enquanto os escorpiões utilizam um aguilhão caudal. Os

quelicerados — aranhas, escorpiões, carrapatos, ácaros, límulos etc. —

compreendem cerca de 80 mil espécies atuais. Uma característica típica desse

grupo é a presença de um par de quelíceras, estruturas afiadas que participam da

captura de alimento. A maioria dos quelicerados tem o corpo dividido em dois

tagmas — o cefalotórax, ou prosso-mo, e o abdome, ou opistossomo; eles apre-

sentam quatro pares de pernas e não têm antenas.

O clado Arachnida (aracnídeos), o maior dos grupos de quelicerados, reúne

aranhas, escorpiões, carrapatos e ácaros; animais adaptados a ambientes de terra

firme. As aranhas vivem em matas, pântanos, desertos e casas. Muitas espécies

vivem no solo, entre rochas ou em buracos, enquanto outras vivem em teias que

elas mesmas constroem. Os escorpiões são comuns em regiões áridas, passando o

dia escondidos em tocas e saindo à noite para caçar pequenos animais, geralmente

insetos.

Aranhas e escorpiões são temidos porque algumas espécies produzem

peçonhas (venenos) muito poderosas. As aranhas injetam a peçonha na presa por

meio das quelíceras, enquanto os escorpiões utilizam um aguilhão caudal.

OBJETIVOS

Caracterizar os escorpiões como um dos representantes do grupo de

artrópodes quelicerados;

Estar informado sobre os principais aracnídeos brasileiros peçonhentos;

Realizar a montagem de um robô escorpião para melhor aprendizagem sobre

aracnídeos.

RECURSOS

Quadro;

Caneta para quadro branco;

Apostila;

Datashow;

Computadores; notebook;

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Kits da Lego Mindstorms com processador NXT.

PROCEDIMENTOS

1º Momento – Sobre o aspecto teórico

Será ministrada a aula expositiva com auxílio de Datashow, quadro branco e apostila sobre o filo dos artrópodes, onde será enfatizada a classe dos quelicerados. Os alunos conhecerão sobre os escorpiões.

Os alunos construirão mapas conceituais sobre os artrópodes, de forma a esquematizar o conhecimento adquirido em sala de aula.

2º Momento – Sobre o aspecto prático com os kits da LEGO Mindstorms

Os alunos serão divididos em grupo com quatro integrantes, formando o construtor, o organizador, o programador, e o apresentador/líder;

O aluno irá fazer um experimento em forma de montagem que simule o funcionamento de um escorpião. Para isso, testaremos duas situações: na primeira situação o escorpião terá que andar sobre o chão; na segunda situação, o escorpião vai ter que encontrar uma presa e picá-la com a sua cauda.

AVALIAÇÃO

Mediante a resolução das atividades;

Gravação da apresentação de cada apresentador/líder;

Respostas do questionário.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Bibliografia básica:

PAULINO, W. R. Biologia frente A / Os seres vivos: o reino Animalia. Ed. Abril

Educação, 2015.

Bibliografia complementar:

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AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia. v. 2. 3ª Ed. Moderna, 2010.

PAULINO, W. R. Biologia Atual. Vol 2 . São Paulo: Ática, 2015.

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APÊNDICE III

UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE

CIÊNCIAS E EDUCAÇÃO MATEMÁTICA

Área de concentração: Ensino de Biologia

O presente questionário enquadra-se numa investigação no âmbito de uma

dissertação de Mestrado em Ensino de Ciências e Educação Matemática,

realizada na Universidade Estadual da Paraíba. Trata-se de uma pesquisa com o

objetivo de pesquisar e analisar a lego robótica como recurso inovador ancorado

na Lego Education para a aprendizagem do Filo Arthropoda nas aulas de

Biologia;

Os resultados obtidos serão utilizados apenas para fins acadêmicos, sendo

realçado que as respostas dos inquiridos representam apenas a sua opinião

individual;

O questionário é anônimo, não devendo por isso colocar a sua identificação em

nenhuma das folhas nem assinar o questionário;

Não existem respostas certas ou erradas. Por isso lhe solicitamos que responda

de forma espontânea e sincera a todas as questões

Obrigado pela sua colaboração,

Felipe de Lima Almeida.

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ID:_______

QUESTIONÁRIO

1. Sexo

[ ] Masculino [ ] Feminino

As perguntas 2, 3 e 4 se referem às aulas assistidas sobre o Filo Arthropoda

(Artrópodes) na modalidade teórica.

2. Você considera que apenas as aulas teóricas foram suficientes para a

aprendizagem sobre o conteúdo?

[ ] Sim [ ] Não

3. Em sua opinião, o que você considera ser essencial para uma melhor

aprendizagem nas aulas de Biologia?

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

4. Como você avalia a sua postura como aluno durante das aulas teóricas?

[ ] Passivo, onde foi necessário apenas prestar atenção na aula e fazer

anotações referentes ao conteúdo abordado.

[ ] Ativo, onde foi possível construir e sentir-se responsável pela própria

aprendizagem.

As perguntas a seguir se referem à aula prática com a montagem do robô

Scorpion.

5. Durante a situação-problema, qual competência você conseguiu colocar em

prática?

[ ] Criatividade

[ ] Capacidade de resolução de problemas

[ ] Autonomia

[ ] Interpretação

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[ ] Capacidade de relacionar conteúdos

[ ] Outra. Qual? ___________________________________

6. Durante a montagem, você conseguiu relacionar as partes do corpo do robô às

partes de um escorpião real?

[ ] Nenhum parte do corpo [ ] Três partes do corpo

[ ] Mais de três partes do corpo [ ] Várias partes do corpo

7. Ao montar as peças do Scorpion, você lembrou-se de quais conceitos vistos na

aula de Biologia?

[ ] Pedipalpos

[ ] Quelíceras

[ ] Abdômen

[ ] Cefalotórax

[ ] Pernas

[ ] Cauda

[ ] Ferrão

8. Você conseguiu aprender mais sobre as partes de um escorpião construindo o

robô? Por quê?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

9. Durante a apresentação do seu robô para o professor, você conseguiu

relacionar a sua argumentação com as aulas teóricas?

[ ] Pouco [ ] Razoavelmente [ ] Satisfatoriamente

10. Que importância você atribui ao que aprendeu?

[ ] Sem importância [ ] Pouco importante [ ] Muito importante

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11. Sobre a sua experiência em trabalho em grupo, quais características foram

trabalhadas como um todo?

[ ] Cooperação [ ] Iniciativa

[ ] Disciplina [ ] Integração [ ] Participação

[ ] Empatia [ ] Julgamento [ ] Prontidão para ouvir

[ ] Envolvimento [ ] Liderança emergencial [ ] Receptibilidade

[ ] Imparcialidade

[ ] Objetividade na argumentação

[ ] Manutenção do diálogo

12. Qual foi a função desempenhada por você no seu grupo?

[ ] Apresentador/Líder

[ ] Construtor

[ ] Organizador

[ ] Programador

13. Em sua opinião, qual a importância da função desempenhada por você no seu

grupo?

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

14. Sobre a sua experiência pessoal nessa atividade, foi possível ter um

autodesenvolvimento de quais habilidades?

[ ] Autossuficiência

[ ] Capacidade de autoavaliação

[ ] Capacidade de pesquisa

[ ] Capacidade de resolução de problemas

[ ] Capacidade de transferência

[ ] Criatividade

[ ] Expressão oral e escrita

[ ] Flexibilidade

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15. Você gostaria de aprender sobre outros conteúdos da Biologia com a montagem

e uso de robôs?

[ ] Sim [ ] Não

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Biologia

Artrópodes

Construindo e aprendendo através da robótica

Autores:

Felipe de Lima Almeida

Filomena Maria Gonçalves da Silva Cordeiro Moita

Campina Grande – PB

2016

APÊNDICE IV

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APRESENTAÇÃO

Este fascículo é parte integrante de uma investigação acerca do uso da

robótica educacional para promover um melhor aprendizado nas aulas de Biologia.

Compreendemos que esta disciplina trabalhada no ensino médio é permeada de

conteúdos extensos que requer uma maior aprendizagem de conceitos.

Neste sentido, ao abordar o filo dos artrópodes, especialmente os escorpiões,

torna-se necessário criar um ambiente onde seja possível aprofundar o

conhecimento de uma forma prática e prazerosa no processo de aprendizagem.

Para você professor, esta ferramenta o auxiliará na abordagem da temática

através da experiência de aprendizagem mediada, onde terás a função de mediador.

A você aluno, será lhe dada à oportunidade de sistematizar o conhecimento

através da união da informática, robótica e biologia, percebendo como é fácil

aprender sobre os escorpiões.

Esperamos que vocês possam se divertir durante esta atividade, utilizando os

princípios da construção, tecnologia, e comunicação.

Desejamos a você um ótimo aprendizado!

Felipe de Lima Almeida

Filomena Maria Gonçalves da Silva Cordeiro Moita

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Atividade

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Os movimentos do escorpião...

INTRODUZINDO O PROBLEMA

Como é que um escorpião, que não possui ossos (esqueleto), consegue mover-se e

mexer sua cauda?

Pois bem, mesmo que não possamos observar o mecanismo utilizado por este animal,

isto não quer dizer que eles, de fato, não possuam algum sistema.

Lembre-se que estamos estudando sobre o filo dos artrópodes, e estes animais

possuem o seu corpo formado por apêndices articulados. São estas articulações que

possibilitam a realização de tais movimentos, que são necessários para sua

locomoção, alimentação, e reprodução.

COMPREENDENDO O PROBLEMA

A dificuldade de aceitar que um escorpião possui um sistema que lhe favorece tais

funções, está no fato de não observarmos a olho nu a ligação destes apêndices

articulados com músculos. Quando tensionados e relaxados, o tecido muscular

existente dentro do corpo deste artrópode movimenta as pernas, quelíceras, pedipalpos

e a cauda.

Os estudiosos só conseguiram fazer esta descoberta através da experimentação em

laboratório, analisando a estrutura corporal deste animal. Porém, com o avanço da

tecnologia, é possível reproduzir esta experimentação através de outros recursos.

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Dialogando no deserto...

Rodrigo – Que calor cara! Pra onde eu olho só vejo deserto e nem um sinal de vida!

Pedro – Aí é que você se engana viu Rodrigo!!! Aqui tem muito mais vida do que

imaginamos.

Rodrigo – Sério?! E que tipo de ser vivo conseguiria viver num ambiente tão seco

como este?

Pedro – Bem... Eu sei que você morre de medo deles, mas eu vou te contar. Aqui

existem várias espécies de escorpião.

Rodrigo – Diz que você está brincando pelo amor de Deus!

Pedro – Não, é serio! Eu vi numa reportagem que aqui no deserto da Patagônia, onde

nós estamos, existem algumas espécies de escorpiões. Eles possuem um

exoesqueleto quitinoso, o que diminui a perca de água para o ambiente. Por isso, eles

conseguem sobreviver em ambientes tão secos.

Rodrigo – Cara, olha o tamanho desse! Que medo! Olha só como ele se locomove, é

interessante, mas ao mesmo tempo aterrorizante.

Pedro – Deixa de drama amigo. Eles se locomovem a partir da atividade de músculos

integrados a seu corpo. Por isso ele consegue enrolar a cauda, picar uma presa,

andar e desempenhar outras funções.

Rodrigo – Será que eles conseguem reconhecer uma presa?

Pedro – Claro, eles possuem pelos sensoriais que permitem identificá-los.

Rodrigo – Então vamos logo voltar para o carro, pois chega de deserto por hoje!

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CONCEBENDO UM PLANO

Vamos usar a experiência de Rodrigo e Pedro para fazer um experimento? Basta fazer

uma montagem que consiga simular os movimentos de um escorpião de verdade.

Assim, poderemos testar duas situações:

Situação 1 – O escorpião consegue andar pelo chão.

Situação 2 – O escorpião consegue identificar e picar uma presa.

Pense e discuta com os membros da sua equipe a melhor maneira para resolver essas

situações a partir do material com o qual vocês irão trabalhar.

ORGANIZAÇÃO E MONTAGEM

Vamos iniciar com a montagem do escorpião. O protótipo de montagem está disponível

acessando o link a seguir: http://spectrum-nasco.ca/download/pdfs/elementary-science-

technology/9695-Scorpion.pdf.

Com o arquivo aberto, o organizador irá separando as peças do kit LEGO

MINDSTORMS que serão utilizadas pelo construtor para a montagem do escorpião,

que será chamado de Scorpion Digital.

Ao mesmo tempo em que ocorre a montagem, a equipe irá discutir juntamente com o

programador como solucionar as duas situações:

Como determinar a programação para que o Scorpion consiga andar pelo chão?

Quais recursos serão utilizados para realizar a identificação e ataque à presa?

Para lhe ajudar, lhe daremos uma dica: Os sensores de toque poderiam contribuir para

solucionar alguma das situações? Lembre-se: em todo momento você pode trocar

ideias com o seu professor de Biologia.

Como suporte, a sua equipe poderá utilizar o software do robô educador, já instalado

no notebook, para lhes fornecerem tutoriais necessários para a realização da

programação em blocos e fazer com que o seu Scorpion desempenhe as funções

solicitadas.

Para obter os resultados de desempenho esperados do seu robô, realize o teste da

programação juntando as duas situações que foram lançadas anteriormente. Após os

testes, utilize seus conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas e no processo de

montagem para responder as questões a seguir. No final, o apresentador/líder irá

apresentar o seu Scorpion Digital para os demais, revelando como as funções

integradas no robô podem ser desempenhadas biologicamente.

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Sistematizando o conhecimento

Vamos aumentar um pouco o desafio. Que tal testar seus conhecimentos sobre as

partes que compõem o corpo de um escorpião?

1. Analisando o robô como um todo, quais partes correspondem à divisão correta do

corpo de um escorpião real?

2. O motor, que proporciona o movimento das pernas do escorpião, desempenha a

função de qual estrutura que está associada aos apêndices articulados?

3. Biologicamente, como é possível explicar o mecanismo de identificação do obstáculo

(presa) como o Scorpion Digital?

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4. Junto à cabeça do robô existem algumas estruturas anexadas. Elas correspondem a

quais partes de um escorpião?

5. Sem a programação, a equipe não seria capaz de movimentar o robô.

Biologicamente, qual o sistema responsável pela percepção do ambiente nesses

animais? Justifique.